lua源码笔记-基本数据结构
最近读了《lua设计与实现》，配合着看了lua的源代码，把学习的心得做一个笔记记录下来。看的源代码版本是最新的v5.4-beta。
value
每一门动态语言中都会用一个通用的结构来存储数据，这样才能实现给一个变量赋不同类型的值，lua中这个数据结构是 TValue。
/*
** Union of all Lua values
*/
typedef union Value {
struct GCObject *gc; /* collectable objects */
void *p; /* light userdata */
int b; /* booleans */
lua_CFunction f; /* light C functions */
lua_Integer i; /* integer numbers */
lua_Number n; /* float numbers */
} Value;
/*
** Tagged Values. This is the basic representation of values in Lua:
** an actual value plus a tag with its type.
*/
#define TValuefields Value value_; lu_byte tt_
typedef struct TValue {
TValuefields;
} TValue;
typedef unsigned char lu_byte;
可以看到TValue分成两个部分：value_ 是一个union 用来存储不同数据，tt_ 是一个无符号字节类型用于存储类型信息。
tt_中最低的0-3四位用于存储数据类型，4-5两位用于存储variant子类型，第6位用于标记是否可回收。
/*
** tags for Tagged Values have the following use of bits:
** bits 0-3: actual tag (a LUA_T* value)
** bits 4-5: variant bits
** bit 6: whether value is collectable
*/
actual tag
lua中一共八种基本类型 nil、 boolean、 number、 string、 table、 function、 thread、 userdata。
其中lightuserdata是userdata的一种内部实现。另外三种类型none、upval、prototype为解释器内部的类型，每个类型的标志位如下。
(lua.h)
/*
** basic types
*/
#define LUA_TNONE (-1)
#define LUA_TNIL 0
#define LUA_TBOOLEAN 1
#define LUA_TLIGHTUSERDATA 2
#define LUA_TNUMBER 3
#define LUA_TSTRING 4
#define LUA_TTABLE 5
#define LUA_TFUNCTION 6
#define LUA_TUSERDATA 7
#define LUA_TTHREAD 8
#define LUA_NUMTAGS 9
/*
** Extra tags for non-values
*/
#define LUA_TUPVAL LUA_NUMTAGS /* upvalues */
#define LUA_TPROTO (LUA_NUMTAGS+1) /* function prototypes */
/*
** number of all possible tags (including LUA_TNONE)
*/
#define LUA_TOTALTAGS (LUA_TPROTO + 2)
is collactable
tt_中第6位为可回收标志位，如果为1，value_的值作为一个GCObject的指针指向下一个垃圾回收(GC)中的下一个对象。用这个指针来实现垃圾回收中的链表。
/*
** Common Header for all collectable objects (in macro form, to be
** included in other objects)
*/
#define CommonHeader struct GCObject *next; lu_byte tt; lu_byte marked
/* Common type for all collectable objects */
typedef struct GCObject {
CommonHeader;
} GCObject;
/* Bit mark for collectable types */
#define BIT_ISCOLLECTABLE (1 << 6)
从这可以看出来lua类型的继承关系。
nil
基本nil类型的value_字段并没有保存数据，所有数据都保存在tt_字段中。nil 有两种特殊的值，variant为1 用作table中的空槽和 2 用作table的key没找到的返回值。
/*
** Variant tag, used only in tables to signal an empty slot
** (which might be different from a slot containing nil)
*/
#define LUA_TEMPTY (LUA_TNIL | (1 << 4))
/*
** Variant used only in the value returned for a key not found in a
** table (absent key).
*/
#define LUA_TABSTKEY (LUA_TNIL | (2 << 4))
boolean
boolean类型没有特殊的子类型，只是使用了value_字段当作int b保存值。
#define ttisboolean(o) checktag((o), LUA_TBOOLEAN)
#define bvalue(o) check_exp(ttisboolean(o), val_(o).b)
number
number 类型使用 variant来区分 float和integer，把value_当作不同类型来存储数据。
/* Variant tags for numbers */
#define LUA_TNUMFLT (LUA_TNUMBER | (1 << 4)) /* float numbers */
#define LUA_TNUMINT (LUA_TNUMBER | (2 << 4)) /* integer numbers */
#define nvalue(o) check_exp(ttisnumber(o), \
(ttisinteger(o) ? cast_num(ivalue(o)) : fltvalue(o)))
#define fltvalue(o) check_exp(ttisfloat(o), val_(o).n)
#define ivalue(o) check_exp(ttisinteger(o), val_(o).i)
以上就是lua保存三种基本数据类型的结构，下期分析一下string类型的数据结构和相关操作。