聊聊LuaJIT

JIT

什麼是JIT
JIT = Just In Time即時編譯，是動態編譯的一種形式，是一種優化虛擬機運行的技術。
程序運行一般有兩種方式，一種是靜態編譯，一種是動態解釋，即時編譯混合了這兩者。Java和.Net/mono中都使用了這種技術。
然而IOS中禁止使用（不是針對JIT，而是全部的動態編譯都不支持）！

爲何要使用JIT

解釋執行：

效率低。
代碼暴露。

靜態編譯：

不夠靈活，沒法熱更新。
平臺兼容性差。

JIT：

效率：高於解釋執行，低於靜態編譯。

安全性：通常都會先轉換成字節碼。

熱更新：不管源碼仍是字節碼本質上都是資源文件。

兼容性：虛擬機會處理平臺差別，對用戶透明。

JIT是如何實現的
這裏講的其實是JIT的一個變種：自適應動態編譯（adaptive dynamic compilation）。它分爲兩種：Method JIT和Trace JIT。
如圖所示，這是jvmjit的流程：

簡單來說：

跟蹤熱點函數或trace，編譯成機器碼執行，並緩存起來供之後使用。
非熱點函數解釋執行。
爲何只編譯熱點函數？
對只執行一次的代碼而言，解釋執行其實老是比JIT編譯執行要快。對這些代碼作JIT編譯再執行，能夠說是得不償失。而對只執行少許次數的代碼，JIT編譯帶來的執行速度的提高也未必能抵消掉最初編譯帶來的開銷。只有對頻繁執行的代碼，JIT編譯才能保證有正面的收益。

LuaJIT

vs. Lua
Lua主要由如下三部分組成：

1. 語法實現。
2. 庫函數。
3. 字節碼。

LuaJIT主要由如下四部分組成：

1. 語法實現。
2. Trace JIT編譯器。
3. 庫函數。
   1. 原生庫++（強化過的原生庫）
   2. bit
   3. ffi
   4. jit
4. 字節碼

注：最新luajit對應lua5.1.5。

trace jit編譯器

 

與jvmjit大體相同。
所謂trace即是一段線性的字節碼序列。熱點trace被編譯成機器碼，非熱點trace解釋執行。
注：並非全部的代碼都能被JIT。（NYI）

bytecode

bytecode基本上能夠認爲是虛擬機的指令碼（「基本上」是由於luajit使用了uleb128）。
優勢：

1. 減小文件大小。
2. 生成函數原型更快。
3. 增長被破解的難度。
4. 對源代碼輕微的優化。
5. 庫函數和可執行文件

編譯步驟分三步走：

minilua：其實是lua原生代碼的一個子集，用來執行lua腳本並生成平臺相關的指令。
buildvm：用來生成操做碼/庫函數到彙編/C語言的映射，用來jit編譯。
lib
exec：能夠執行lua代碼活轉換字節碼。

編碼

命令行執行

luajit –b <in> <out>。

虛擬機會判斷是不是字節碼，因此無需作額外的操做。
另外，能夠混用，即：一部分文件編成字節碼，另外一部分保持源代碼。

iSO64位報錯問題Cannot load incompatible bytecode！ 這個錯是由於在luajit裏使用gcr用來比較對象指針，在64位環境下只有47位有效值（默認用戶內存不會超過128T）。其他17位中有4位保存對象類型，即一段內存中保存了兩條信息。因此在函數棧操做中有些地方須要一個空值佔位。由於字節碼直接反映了函數棧操做，因此64位和32位字節碼不一樣。