一、LuaJit工作原理
LuaJit是lua语言的虚拟机,用来运行lua代码,同java虚拟机JVM运行java一样,有两种执行模式,解释模式和即时编译模式。
解释模式:
将lua source
解析生成byte code
,然后同一般解释器一样把byte code
一个一个的进行解析执行。但是有同一般解释器不一样的地方,LuaJit的作者搞了个叫DynASM的工具,通过DynASM预处理可以把汇编指令变成可执行的二进制码,所以解释模式解释执行byte code
的逻辑是用汇编写的,如下:
|//符合DynASM语法的目标机器汇编
|.macro branch_RD
| srl TMP0, RD, 1
| lui AT, (-(BCBIAS_J*4 >> 16) & 65535)
| addu TMP0, TMP0, AT
| daddu PC, PC, TMP0
|.endmacro
即时编译模式:
即时编译模式就是在解释执行的基础上添加了即时编译功能。在解释执行的过程中,会对byte code
的执行路径进行计数,如果某一段byte code
被反复执行(循环,函数调用),且执行的次数达到了一定的数值,就会触发jit模式。首先会将byte code
执行路径(并不是所有byte code
)上的代码转成luaJit的IR,然后对IR做中间代码优化,最后将优化完的IR转换成对应的目标machine code
,再执行machine code
。
二、源码代码结构
1、luaJit使用到的一些内嵌库,如基础库、math库、IO库等。
lib_aux.c
lib_base.c
lib_bit.c
lib_buffer.c
lib_debug.c
lib_ffi.c
lib_init.c
lib_io.c
lib_jit.c
lib_math.c
lib_os.c
lib_package.c
lib_string.c
lib_table.c
2、一些公开的Lua/C API的具体实现
lj_api.c
3、定义了目标架构和OS的选择
lj_arch.h
4、IR汇编器,IR到各种目标机器码的映射(SSA IR -> machine code)
lj_asm.c
lj_asm.h
lj_asm_arm.h
lj_asm_arm64.h
lj_asm_loongarch64.h
lj_asm_mips.h
lj_asm_ppc.h
lj_asm_x86.h
5、Bytecode相关的一些定义和操作,定义bc指令格式,bc的dump、read以及write操作
lj_bc.c
lj_bc.h
lj_bcdump.h
lj_bcread.c
lj_bcwrite.c
6、各个目标架构的指令编辑
lj_dispatch.c
lj_dispatch.h
lj_emit_arm.h
lj_emit_arm64.h
lj_emit_loongarch64.h
lj_emit_mips.h
lj_emit_ppc.h
lj_emit_x86.h
7、GC,luaJit实现的实现的是一个标记清楚收集器
lj_gc.c
8、定义了SSA IR的格式、各种操作以及IR优化
lj_ir.c
lj_ir.h
lj_ircall.h
对SSA IR各种优化
lj_iropt.h
lj_opt_dce.c 死代码消除
lj_opt_fold.c
lj_opt_loop.c 循环优化,代码外提
lj_opt_mem.c 内存访问优化
lj_opt_narrow.c
lj_opt_sink.c
lj_opt_split.c
9、JIT编译器的一些通用定义
lj_jit.h
10、Lexical analyzer词法分析器
lj_lex.c
lj_lex.h
11、Lua parser,解析lua程序的source生成bytecode,作为jit执行的输入(source code -> bytecode)
lj_parse.c
lj_parse.h
12、C declaration parser
lj_cparse.c
lj_cparse.h
13、Machine code管理
lj_mcode.c
lj_mcode.h
14、Load Lua source code and bytecode,and dump bytecode
lj_load.c
15、Trace记录器(bytecode -> SSA IR)
lj_record.c
lj_record.h
Trace管理器,和编译错误信息的封装、处理
lj_trace.c
lj_trace.h
lj_traceerr.h
16、目标机器CPU的相关定义
lj_target.h
lj_target_arm.h
lj_target_arm64.h
lj_target_loongarch64.h //龙芯LA指令架构,也是我们移植的架构
lj_target_mips.h
lj_target_ppc.h
lj_target_x86.h