1.LuaJIT源码分析（一）搭建调试环境
2.Lua字节码文件结构及加载过程
3.Lua GC机制分析与理解-上
4.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 布尔类型》
5.Lua如何进行大数运算（附源码）
6.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》

LuaJIT源码分析（一）搭建调试环境

       LuaJIT，码剖这个以高效著称的码剖lua即时编译器（JIT），因其源码资料稀缺，码剖促使我们不得不自建环境进行深入学习。码剖分析源码的码剖第一步，就是码剖王牌战争代码源码搭建一个可用于调试的环境，但即使是码剖这个初始步骤，能找到的码剖指导也相当有限，反映出LuaJIT的码剖编译过程复杂性。

       首先，码剖从官方git仓库开始，码剖通过命令`git clone https://luajit.org/git/luajit.git`获取源代码。码剖GitHub上也有相应的码剖镜像地址。对于调试，码剖LuaJIT提供msvcbuild.bat脚本，码剖位于src目录下，它将编译过程分为三个阶段：构建minilua，用于平台判断和执行lua脚本；buildvm生成库函数映射；以及lua库的编译和最终LuaJIT的生成。该脚本需在Visual Studio Command Prompt环境中以管理员权限运行，且有四个可选编译参数。

       在调试时，我们无需这些选项，但需要保留中间代码。因此，需要在脚本中注释掉清理代码的部分。在Visual Studio 的位命令提示符中，切换到src目录并运行`msvcbuild.bat`。编译过程快速，成功时会看到日志信息。在src目录下，luajit.exe即为lua虚拟机。

       接着，在src目录的同级目录创建一个VS工程，将源文件和头文件添加进来。初次尝试调试可能会遇到关于strerror函数安全性的警告，这可以通过在工程属性中添加_CRT_SECURE_NO_WARNINGS宏来解决。然而，链接阶段可能会出现重复定义的错误，这与ljamalg.c文件的编译选项有关。amalg选项用于生成单个大文件，以优化代码，但我们通常不启用它。

       排除ljamalg.c后，再次尝试调试，可能还需要手动添加buildvm阶段生成的目标文件。当LuaJIT启动并设置好断点后，就可以开始调试源码了。至此，你已经成功搭建了一个LuaJIT的调试环境，为深入理解其工作原理铺平了道路。

Lua字节码文件结构及加载过程

       在探索Lua的世界中，字节码文件结构与加载过程是程序运行效率的关键。本文将为你揭示Lua 5.4.3的内部奥秘，从文件头到函数块，逐一剖析其构造与加载流程。让我们一起深入理解Lua的通达信蝴蝶飞钱袋子源码加载逻辑，通过luaU_undump函数，将源代码编织成二进制的指令织锦。

       首先，Lua字节码文件由文件头和函数块两大部分组成，如同编织的经纬线，共同构建起程序的基石。文件头包含了Lua的签名（"\x1bLua"）、版本号（例如Lua 5.4.3的）、官方格式号（0）以及LUAC_DATA的校验信息。紧接着是指令、整型和浮点型大小的指示，每个部分都承载着特定的含义，确保文件的正确性。

       深入解析luaU_undump函数，它是Lua加载阶段的灵魂，处理着二进制文件的字节码。这个函数首先会进行头检查，包括Lua签名、版本号、格式号等，随后是lua_Integer和lua_Number的长度指示。例如，Lua 5.4.3的头字节包含整型、浮点型校验和文件头信息，通过反编译，我们可以看到函数原型的细节，如函数名、参数、行数和指令数量等。

       在Lua 5.4.3的loadFunction函数中，我们看到函数块被精细划分，包括源代码、行号、参数、可变参数、栈大小、字节码、常量、上值和闭包等元素。这些元素通过loadStringN、loadUnsigned等函数逐一加载，确保每个部分都按照特定规则组织。

       文件结构的关键部分包括loadConstants（如main函数中的常量"a"）、loadUpvalues（如全局表"_ENV"的加载）、loadProtos（函数内部原型的加载），以及loadDebug信息，如行号和变量名称。比如，main函数的4个指令和a函数的5个，以及upvalues数据" 5f 4e"，都在这个过程中得到解析。

       在Lua的实现中，lauxlib.c、lapi.c、ldo.c和lundump.c等核心文件，通达信副图指标翻红源码以及lua_load、f_parser、luaU_undump、checkHeader和loadFunction等核心函数，共同构建起字节码的编译和加载流程。从源代码到二进制，再到虚拟机的执行，每一个环节都经过精心设计，以达到高效的运行效率。

       总的来说，Lua字节码文件结构的复杂性映射出其内在的执行效率。理解这些细节，不仅有助于我们编写更优化的脚本，也让我们对Lua的底层机制有了更深的认识。让我们继续探索luaU_undump的更多奥秘，揭开Lua字节码加载过程的神秘面纱。

Lua GC机制分析与理解-上

       lua的垃圾回收(Garbage Collect)在lua编程中占据关键地位，尤其在5.3.4版本的源码中，本文将基于此版本进行深入探讨。lua采用的是标记清除式GC算法，其流程包括标记和清除两步骤：标记阶段从若干根节点开始，逐层追踪相关对象；清除阶段遍历标记过的对象链表，删除不再需要的内存。

       在lua的垃圾回收中，使用白、灰、黑三种颜色标识对象的状态。白色代表可回收状态，初始对象为白色，表示未被访问；灰色代表待标记状态，已访问但引用的其他对象未标记；黑色则表示对象已完全标记，不可回收。为了区分新建对象的特殊情况，lua引入了白1和白2，确保在标记阶段结束后的清除阶段，新创建的对象不会被错误地清除。

       GC过程从新建对象开始，通过luaC_newobj函数创建可回收对象，并将其标记为白色。触发GC的条件包括手动调用或内存使用超过设定阈值。在lua5.1之后，引入了分步执行机制，提高了系统的实时性，核心函数singlestep负责管理整个过程。

       标记阶段从根对象开始，将白色变为灰色，并加入灰色链表。清除阶段则根据对象类型分步进行，如字符串直接回收，其他类型逐个检查颜色并释放空间。整个过程非搬迁式，不涉及内存整理。

       总结起来，lua的GC机制就是通过灰色链表进行标记，然后遍历内存链表进行清除。有源码就可以做小程序吗虽然本文主要基于5.3.4版本，但原理适用于不同版本的lua。任何理解或改进的建议，都欢迎读者批评指正，期待您的反馈，感谢阅读。

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 布尔类型》

       《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 布尔类型》

       Lua的基本数据类型中，布尔类型是最简单的一种。在Lua中，尽管通常认为布尔类型只有true和false两种值，但实际上，其在源码中的实现更为精细。Lua使用了TValue这个数据结构来存储所有类型，包括布尔类型。TValue包含了一个lu_byte类型的tt_（类型标记）和Value类型的value_（存储实际数据）。

       tt_字段占用1个字节，其中4个位用于存储基本类型（0-8代表nil到thread），2个位用于表示类型变体，1个位用于垃圾回收标志。布尔类型通过类型变体实现，它被声明为LUA_TBOOLEAN，当tt_的第5位为0时代表false，为1时代表true。

       判断布尔变量的宏定义在《lobject.h》中，而布尔类型的实际值并不存储在value_，而是直接在tt_字段中，以节省内存和判断复杂度。理解了这一点，我们就可以深入理解Lua中布尔类型的内存结构和使用方式。继续关注后续章节，将探讨其他基本数据类型在Lua5.4源码中的实现细节。

Lua如何进行大数运算（附源码）

       在游戏服务器开发中，大数计算是常见但难以避免的问题。一般数值计算在math.maxinteger范围内可直接使用Lua常规计算，超出范围则需大数计算。本文介绍了两种基于Lua的大数计算库：基于Boost的Lua库和基于GNU bc的Lua库lbc。

       基于Boost的Lua库通过安装Lua、Boost和GCC，编译生成Lua直接引用的so库。编译方式有正常编译和捆绑编译。捆绑编译通过make_boost.sh脚本将boost文件复制到boost文件夹，简化编译过程。但需要注意，捆绑编译可能不适用于最新版本的boost。

       基于GNU bc的Lua库lbc由Lua的作者之一编写，具有简单、小巧、易用等特点。编译简单，几乎只需执行make。测试结果显示，lbc在位字符的数字上，执行加减乘除各一次，其时间在1秒以下，符合要求。笑傲西游客户端源码修改

       本文还介绍了基于MAPM的Lua库lmapm，其特点与lbc类似。两种库在测试中表现稳定，但lbc提供了详细的位数信息，而lmapm采用科学计数法表示结果。

       最后，本文建议根据实际需求选择合适的大数计算库。对于简单、方便、源码、可修改、可移植和精度要求较高的项目，lbc是不错的选择。同时，还介绍了其他开源的大数计算库，供读者参考。

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》

       数字类型在编程中分为整数和浮点数两种。在Lua语言的5.3版本之前，所有数字都被底层实现为浮点数，整数的概念并未独立出来，而是通过浮点数的IEEE表示法进行表示与数据存储。这样，在进行整数运算时，可能会在多次运算后累积产生出意外的浮点误差。因此，从Lua5.3版本开始，Lua引入了对整数的支持，使其不再依赖于浮点数进行表示，并且支持位运算等整数运算操作符。

       在Lua语言中，每个基础对象需要存储其类型标识，这个标识在源码《lua.h》中定义为tt，数字类型的tt枚举值为LUA_TNUMBER（对应数字3）。由于数字类型分为整型和浮点型，它们通过类型变体来区分。在源码《lobject.h》中，类型变体LUA_VNUMINT表示整型，而LUA_VNUMFLT表示浮点型。

       数字类型在TValue中定义了Value字段，这个字段包含i和n两个字段，用于分别存储整型和浮点型的数值。在历史原因的影响下，lua_Number并不是指所有数字类型，而是专门指浮点类型；lua_Integer则专门指整型。因此，设置整数或浮点数时，需要先设置Value字段中的n字段（整型）或i字段（浮点型），然后使用settt_宏设置type tag(tt)字段为对应值LUA_VNUMFLT或LUA_VNUMINT。

       在底层，数字类型的数据类型具体表现为lua_Integer和lua_Number。在源码《lua.h》中声明，lua_Number为LUA_NUMBER，lua_Integer为LUA_INTEGER。深入学习它们的定义，可以看到整型有int、long、long long三种类型，浮点型有float、double、long double三种类型。Lua5.4的默认配置中，整型使用long long类型，浮点型使用double类型。在Windows平台上，整型使用__int类型。

       至此，数字类型的讲解就告一段落。希望本文对理解Lua语言中的数字类型有所帮助。

tolua源码分析（五）lua使用C#的enum

       探讨了C#枚举如何在Lua中注册以及与普通类的注册区别。以官方提供的例子为例，展示了如何将C#的UnityEngine.Space类型的枚举推送到Lua层，并在Lua层面测试了诸如tostring、ToInt、Equals等接口，验证了在Lua层可以进行枚举的相等判断，以及将int转换为枚举或将枚举转换为int的操作。

       在Lua层面表示C#的枚举，例子中在第行和第行将枚举推送到Lua层。由于枚举是值类型，C#层使用了enumMap缓存装箱后的object与枚举的映射关系。注册到Lua层的枚举类使用了EnumMetatable。

       具体来看C#枚举注册到Lua的方法，例如在System_EnumWrap.Register方法中。在Lua层表示C#枚举的方式与普通类相似，但需要注意一些区别。

       例如，当使用__tostring方法时，ToLua.ToObject将Lua栈上的userdata转换为object，通过userdata的index查找C#的object缓存，不会产生垃圾收集（GC）。同样地，ToInt方法中的CheckObject同样在C#的object缓存中查找，执行类型检查，也不会产生GC。

       当比较C#的枚举与int类型时，由于使用了==操作符，这会触发装箱，产生一次GC。因此，在实际使用中应尽量避免在Lua层对C#枚举与number进行比较。而在Lua层直接比较两个C#枚举时，它们在Lua层被视为同一份userdata，因为它们来自于同一个C#缓存，index相同。

       在将Lua栈上的number转换为C#枚举的实例时，IntToEnum方法在C#的UnityEngine_SpaceWrap类中实现。这个方法直接将double转换为int，再转换为UnityEngine.Space类型，避免了GC。在C#层推送到Lua层的枚举时，是从C#的缓存中取到枚举对应的object，然后推送到Lua层，也不会产生GC。

       总结，在Lua使用C#的枚举时，从C#到Lua层的传递不会产生GC，在Lua层进行number与枚举类型之间的转换以及直接比较枚举时不触发GC。然而，当比较枚举与number时，会触发一次GC。针对这一情况，可以进行针对性优化。

       下一节将深入研究在开发中常见的C#委托/事件如何注册到Lua函数的实现。

Lua性能优化（三）：ELuaProfiler开源

       欢迎关注，我之前的文章中提到的Lua性能优化系列中，自己实现的LuaProfiler终于开源了！

       之前由于工作原因，代码归属问题，让这款Profiler未能与大家分享。但如今，为了在UE4项目中进行Lua性能分析的需要，我花费时间开发出了一款新的工具——ELuaProfiler，并已将其开源在Github上。

       ELuaProfiler，顾名思义，是一个易于使用的Lua性能剖析器。目前，它专注于UnLua-ue4的老版本，因为我们的项目采用了这个版本。ELuaProfiler的核心功能是ELuaMonitor，它支持三种剖析模式：Total（整体性能）、PerFrame（帧级性能）和Statistics（统计数据）模式，与Unity自带的Profiler功能相似。

       此外，ELuaMonitor允许用户动态调整Profile的深度，以满足不同深度的性能分析需求。它还兼容Windows和Mac平台，因为它是基于UE4原生编辑器构建的，且已修复了导致iOS构建问题的bug。

       未来，我计划继续改进和扩展ELuaProfiler的功能，以更好地服务于Lua性能分析社区。如果你对Lua性能优化感兴趣，或者需要一个实用的Profiler工具，ELuaProfiler是一个不错的选择，现在就去Github上获取它的源码吧！

Lua5.4 源码剖析——虚拟机6 之 OpCode大全

       深入探索Lua5.4虚拟机的奥秘——OpCode大揭秘

       在Lua5.4的世界里，多个精心设计的OpCode构成了其强大的指令集，它们像乐谱上的音符，驱动着程序的旋律。让我们一起走入Lua5.4的虚拟机，逐个解析这些关键的指令代码单元。

       数据加载乐章

       首先，我们来到数据加载的舞台，OpCode在这里翩翩起舞:

OP_MOVE: 轻盈地将值从一个寄存器转移到另一个，就像调色板上的颜色流转。

OP_LOADI/OP_LOADF/OP_LOADK/OP_LOADKX: 数字的音符——整数、浮点数、常量和UpValue，一一奏响。

OP_LOADTRUE/OP_LOADFALSE: 布尔值的二元抉择，为逻辑运算注入力量。

OP_LOADNIL/OP_GETUPVALUE/OP_GETTABUP: 无尽的赋值之路，从零开始，直至无穷。

       算术运算交响曲

       接着，我们进入算术运算的篇章，OpCode在此处激荡:

       从简单的OP_ADDK（R[A]:=R[B]+K[C]）到OP_SUBK、OP_MULK、OP_MODK，再到OP_POWK和OP_DIVK，每个都是音符间的和谐对话。

       直接数字运算，如OP_ADDI（R[A] = R[B] + sC），界限清晰，无需预存，如音乐中的即兴演奏。

       寄存器间的算术运算，如OP_ADD、OP_SUB等，像弦乐四重奏中的协奏。

       位运算与Table操作

       然后，我们步入位运算和Table操作的篇章，它们是程序逻辑的精密齿轮：

OP_BANDK、OP_BORK和OP_BXORK，与数字或寄存器进行二进制对话，像编钟的和谐共鸣。

       OP_SHL和OP_SHR，位移的旋律，为数据结构增添深度。

OP_NEWTABLE创生新表，OP_GETI/GETFIELD/GETTABLE查询信息，OP_SETI/SETFIELD/SETTABLE则进行修改，像编排一场数据舞蹈。

       元方法与函数调用

       接下来，元方法与函数调用的乐章，OpCode在其中担任指挥:

MMBIN、MMBINI和MMBINK，元方法调用的三种旋律，为对象赋予魔法。

OP_CALL和OP_TAILCALL，函数调用的起始与结束，像指挥家的挥棒和收棒。

       OP_VARARGPREP和OP_VARARG，处理可变参数，为函数调用增添变奏。

       跳转与控制流

       最后，我们来到指令的跳跃和控制流部分，OP_JMP如同指挥棒，引导程序的旋律:

       OP_JMP的精确跳跃，如同乐章的节奏变化，控制程序的进程。

       在Lua 5.4中，goto的加入，让程序的流程更加灵活。

       等式判断与循环

       等式判断与循环的OpCode，如同交响乐的高潮，丰富而有力:

       OP_EQ、OP_LT、OP_LE、OP_GTI、OP_GEI，比较与判断，赋予逻辑深度。

       OP_TEST和OP_TESTSET，条件判断与赋值的巧妙结合。

       OP_FORPREP和OP_TFORPREP，循环的启动与准备，OP_FORLOOP和OP_TFORCALL，执行旋律的反复。

       杂项OpCode的精彩点缀

       最后，8个杂项OpCode为乐章画上完满的句号:

OP_UNM：数值取负，反转音符的旋律。

OP_BNOT：位取反，逻辑的翻转。

OP_NOT：条件取反，为逻辑增添复杂性。

OP_LEN：求对象长度，探索数据的深度。

OP_CONCAT：字符串拼接，连接旋律的片段。

OP_SETLIST：创建列表，初始化的序曲。

       深入理解Lua5.4的OpCode，就像欣赏一场丰富的音乐盛宴，每一个音符都蕴含着程序的智慧与力量。让我们沉浸在这奇妙的虚拟机世界，继续探索更深层次的编程奥秘。祝你乐在其中，收获满满!

Lua5.4 源码剖析——杂谈 之 如何调试Lua源码

       我们有时候写了一段Lua代码，希望能通过断点调试的方式看一下我们的代码在执行过程中Lua虚拟机的状态与运行流程。本篇教程我将教大家Windows与Mac环境下如何配置Lua源码调试环境。

       Lua调试环境需要有Lua源码，我们从官网下载源码：

       Windows下Lua源码调试环境搭建

       1）下载Visual Studio，可自行在官网下载最新版本即可：

       2）打开VIsual Studio，创建一个新的C++控制台工程，我这里以Visual Studio 版本进行举例：

       项目可任意命名，本例中我们命名为TestLua：

       3）工程中添加Lua源码文件：

       3.1）拷贝源代码文件到项目的文件夹，Makefile文件可以不拷贝：

       3.2）把上面这些文件导入工程：

       "

       .h

       头文件导入：导入所有".h"后缀文件到头文件文件夹中（右键头文件->添加->现有项）：

       "

       .c

       源文件导入：导入所有".c"后缀文件到源文件的文件夹（右键源文件->添加->现有项）：

       4）生成exe可执行文件：

       文件都导入完成了，这时候如果按"生成"或者"F5"，会有如下的报错：

       这是因为除了我们创建项目工程的时候自带源文件中的一个main函数以外，Lua源码中也定义了两个Main函数。他们分别对应的是luac编译工具的启动函数和lua运行工具的启动函数。要想编译通过，我们只需要根据自己要调试目的，从3个main里面把用不到的2个main删掉或者重命名即可。

       本例中，我打算在自己的main里面实现通过dofile函数执行一个Lua文件的功能，所以我不需要启动lua和luac指令控制台，所以我把他们的main函数改名：

       luac.c：把main函数改名为luac_main函数：

       lua.c：把main函数改为lua_main：

       上述源码中多余的2个main函数都改名了，这时候已经能编译通过并生成出exe可执行文件了。

       接下来我们可以开始编写自己的main函数逻辑了，打开TestLua.cpp，输入以下内容，作用是运行一个在项目目录下名字为"testlua.lua"的lua文件：

       5）testlua.lua文件创建与编写：

       上述代码在运行时会执行testlua.lua文件，接下来我们就需要在工程目录下创建这个将要被执行的testlua.lua文件：

       打开testlua.lua文件，添加任意lua代码，这里我们简单调用print打印一句信息：

       6）在Visual Studio中按“F5”开启调试，可以看到控制台被成功运行，我们的lua文件也被成功执行，打印出了信息：

       7）断点调试指令OpCode：

       学习过我的《Lua源码剖析 之 虚拟机》系列教程的同学应该知道Lua的指令就是各种OpCode的执行，我们可以在《lvm.c》的下面这个地方加断点再按F5重新启动程序，程序在每执行一条OpCode指令就会在这处代码断点下来，这时候我们就能看到下一条要执行的OpCode是哪一条了：

       在本例中的print函数最终会执行到OP_CALL这个调用分支：

       Windows环境下搭建Lua源码调试环境的教程到此结束。

       Mac下Lua源码调试环境搭建

       因为大部分流程与上面Windows一样，所以我下面会省略一些重复步骤。

       1）下载XCode，可自行在AppStore进行下载。

       2）打开XCode，创建一个新的C++控制台工程，本例中命名为TestLua：

       3）工程中添加Lua源码文件：

       3.1）拷贝源代码文件到项目的文件夹，Makefile文件可以不拷贝：

       3.2）把拷贝后的文件导入工程：

       不需要区分".h"和".cpp"，全选导进来就好了：

       4）与Windows流程同样，把源码自带的2个main函数改名：

       luac.c：把main函数改名为luac_main函数：

       lua.c：把main函数改为lua_main：

       把源码中多余的2个main函数都改名了，接下来同样，开始编写我们的main.cpp，打开该文件并添加代码如下代码。为了在mac下文件读取代码更简洁，在下面的Lua文件我暂时先使用文件的绝对路径，暂时把testlua.lua文件放在我的mac的桌面上进行读取：

       5）在mac的桌面上创建testlua.lua文件，添加任意lua代码：

       6）同理可正常运行或者加断点进行调试，这里不再赘述：

       总结

       本文我们学习了如何在Windows与Mac下搭建Lua源码调试环境。另外，我们上述使用的例子是通过dofile运行一个lua文件，同学们也可以试试保留lua.c里面的main函数，删掉另外两个，此时按开始调试可启动lua的即时解析控制台，在控制台里面可自行输入任意Lua代码，并可断点查看即时运行状态或最终结果，感兴趣的同学可以自行试试。

       不过，尽管能调试Lua源码，但如果之前没有学习过我的那些Lua源码剖析教程，可能很多地方会看不懂，所以这里建议有空的同学还是可以先去学习一下的。

       谢谢阅读。