The implementation of Lua 5.0 阅读笔记（二）

6 线程和协程

读完这篇文章我才意识到python的协程到底缺了什么，这个就是coroutine和semi-coroutine的区别了。区别就是，semi-coroutine只能返回（yield）到调用者所在位置，不能将控制权交到任意其他协程上去。具有这个特征的，都是semi-coroutine。

 

Lua实现协程的时候，充分利用了其C栈和Lua栈。进行协程调用的时候，解释器会在C栈上会进行一次递归调用，然后协程自身的栈在新建立的Lua栈里消长。当一个协程结束的时候，解释器会退出，返回调用者（即上一个解释器）。注意，这里是一个协程对应C栈上的一帧。与之相反，参考经典的CPython实现，每一次python的函数调用都会产生一层新的C栈，因此，python的函数调用受C堆栈大小的限制。Stackless Python之所以声名大噪，就是因为解决了这个问题，只有tasklet才会在C栈上产生新的栈帧。

 

作者还提到，这里实现协程的时候，比较棘手的地方是嵌套调用时如何处理外部的局部变量，因为存在协程时，很可能会出现一个函数引用的局部变量存在于另一个协程栈中。而这个问题，因为Lua的upvalue而被完美解决了。

 

7 Lua的虚拟机

Lua5.0之前的版本，使用的都是基于栈的虚拟机，直到5.0才转为基于寄存器的虚拟机，Lua是第一门大规模使用寄存器虚拟机的工业级语言。

 

不过要注意的是，不是说基于寄存器的虚拟机就不需要使用栈，Lua5依然有使用栈。栈上会分配栈帧用来存放寄存器，局部变量也都在寄存器中。基于寄存器的意思是，对于Lua函数的参数传递，不再需要繁琐的入栈和出栈操作了。作者顺带讨论了一下寄存器虚拟机的两个性能问题，包括生成的虚拟机代码大小以及指令解码的开销。和Java的jvm做了对比，结果是难分伯仲之间，寄存器机器会稍胜一筹。

 

Lua的一条指令是32位，指令的布局可以参考下图：

指令是三地址码的格式，A是存放结果的寄存器，B和C就是操作数。由于指令长度的限制，如果想在一个指令里完成一个跳转语句，跳转的范围就会受到限制。因此，Lua将条件语句变成一个test语句和紧接着的jump语句来解决（跟汇编很像^_^）。

 

这节里还提到寄存器窗口，不过没看懂。维基了一下，寄存器窗口是指实际寄存器数目会比可用寄存器数目要多，不同的函数调用，他们看到的同名寄存器可以是不同的寄存器。比如func1使用了AX和BX，func2也同样使用AX和BX，不过实际上寄存器有4个，func1递归调用func2的时候，func2使用的AX和BX是func1以外的两个。