LuaJIT Bytecode结构布局

一、Bytecode的存储结构

LuaJIT的Bytecode位宽为32位，在parse阶段用结构体BCInsLine表示，ins表示32位长的字字节码指令，line表示字节码的行号：

typedef struct BCInsLine {
  BCIns ins;            /* Bytecode instruction. */
  BCLine line;          /* Line number for this bytecode. */
} BCInsLine;

parse阶段的Bytecode指令集被存放在一个BCInsLine类型的动态数组中，数组的初始size为LJ_MIN_VECSZ（值为8），每次动态扩充的大小为 size<< 1，最大扩充至LJ_MAX_BCINS(1<<26)，FuncState->bcbase指向数组的基地址。以下字节码parse时在内存中的存放方式如图所示：

0001    KSHORT   0 132
0002    GSET     0   0      ; "a"
0003    KSTR     0   1      ; "qwer"
0004    GSET     0   2      ; "str"
0005    GGET     0   0      ; "a"
0006    SUBVN    0   0   0  ; 1
0007    GSET     0   0      ; "a"
0008    RET0     0   1

等parse完成后，会将Bytecode指令集重新组织，放入一个BCIns 类型的数组中，数组的size为Bytecode指令的条数，基地址为(BCIns *)((char *)pt + sizeof(GCproto))，这一过程在lj_parse.c:fs_finish函数中。这么做的原因也就是让取指令操作具有一个良好的空间局部性，下图为Bytecode指令集放入重新组织的数组中的结构：

假设现在有两个寄存器PC和INS，PC存放Bytecode的地址，INS存放PC对应地址处的Bytecode值，则可以利用以下伪代码对Bytecode访问，其中code_base是存放Bytecode连续内存（数组）的首地址：

mov  PC  code_base
load  INS  [PC]
...
// set INS to next bytecode
add  PC  PC  4
load  INS  [PC]
...

二、Instruction dispatch table

DynASM会将vm_loongarch64.dasc中的汇编代码在预处理阶段变成二进制机器码，然后再使用内存映射将机器码映射到虚拟内存，等运行时便可以直接运行被映射的二进制代码。在lj_dispatch.h中有一个结构GG_State，定义如下：

typedef struct GG_State {
  lua_State L;                          /* Main thread. */
  global_State g;                       /* Global state. */
#if LJ_HASJIT
  jit_State J;                          /* JIT state. */
  HotCount hotcount[HOTCOUNT_SIZE];     /* Hot counters. */
#endif
  ASMFunction dispatch[GG_LEN_DISP];    /* Instruction dispatch tables. */
  BCIns bcff[GG_NUM_ASMFF];          /* Bytecode for ASM fast functions. */
} GG_State;

字段dispatch是一个ASMFunction数组，而ASMFunction是函数指针类型，是Bytecode指令对应的汇编函数。运行时被映射的二进制代码的地址（函数指针），存放在dispatch数组中，且数组的下标为BCOp（定义在lj_bc.h中），存放与其对应的汇编函数指针。如dispatch[BC_POW]中存放函数指针为vm_loongarch64.dasc:BC_POW函数在虚拟内存中的映射地址。

解释器在解释执行Lua原型（GCproto）生成Bytecode指令集时，如Bytecode的存储结构中的指令集。首先从GCfuncL->pc内存地址处中取出第一条Bytecode指令（BC_FUNCF rbase lit），取出该指令的opcode（BC_FUNCF），以opcode为index在dispatch中查找相应的函数指针，再执行相应的函数。等解释执行的逻辑完成，开始让PC指向下一条Bytecode指令，重复同样的过程。