lua與c之間交互詳解（三）

本篇主要講解Lua是如何調用c的，Lua是宿主語言，c是附加語言，關於c如何調用Lua參考其他兩篇。Lua調用c有幾種不同方式，這里只講解最常用的一種：將c模塊編譯成so庫，然后供Lua調用。

gcc mylib.c -fPIC -shared -o mylib.so -I/usr/local/include/

約定：c模塊需提供luaopen_xxx接口，xxx與文件名必須一致，比如"mylib"；還需提供一個注冊數組（55-60行），該數組必須命名為luaL_Reg，每一項是{lua函數名，c函數名}，最后一項是{NULL, NULL}；通過luaL_newlib創建新的表入棧，然后將數組中的函數注冊進去，這樣Lua就可以調用到。

//mylib.c

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lualib.h>

#define TYPE_BOOLEAN 1
#define TYPE_NUMBER 2
#define TYPE_STRING 3

static int ladd(lua_State *L){
    double op1 = luaL_checknumber(L, -2);
    double op2 = luaL_checknumber(L, -1);
    lua_pushnumber(L, op1+op2);
    return 1;
}

static int lsub(lua_State *L){
    double op1 = luaL_checknumber(L, -2);
    double op2 = luaL_checknumber(L, -1);
    lua_pushnumber(L, op1-op2);
    return 1;
}

static int lavg(lua_State *L){
    double avg = 0.0;
    int n = lua_gettop(L);
    if(n==0){
        lua_pushnumber(L,0);
        return 1;
    }
    int i;
    for(i=1;i<=n;i++){
        avg += luaL_checknumber(L, i);
    }
    avg = avg/n;
    lua_pushnumber(L,avg);
    return 1;
}

static int fn(lua_State *L){
    int type = lua_type(L, -1);
    printf("type = %d\n", type);
    if(type==LUA_TBOOLEAN){
        lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_BOOLEAN));
    } else if(type==LUA_TNUMBER){
        lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_NUMBER));
    } else if(type==LUA_TSTRING){
        lua_pushvalue(L, lua_upvalueindex(TYPE_STRING));
    }
    return 1;
}

int luaopen_mylib(lua_State *L){
    luaL_Reg l[] = {
        {"add", ladd},
        {"sub", lsub},
        {"avg", lavg},
        {NULL, NULL},
    };
    luaL_newlib(L,l);

    lua_pushliteral(L, "BOOLEAN");
    lua_pushliteral(L, "NUMBER");
    lua_pushliteral(L, "STRING");
    lua_pushcclosure(L, fn, 3);

    lua_setfield(L, -2, "fn");
    return 1;
}

Lua文件里，需將so庫加入cpath路徑里，通過require返回棧上的表，Lua就可以調用表中注冊的接口，比如，add、sub、avg等

Lua調用c api的過程：Lua將api需要的參數入棧——c提取到參數——處理——c將結果入棧——Lua提取出結果

package.cpath = "./?.so"

local mylib = require "mylib"

local a, b = 3.14, 1.57

print(mylib.add(a, b), mylib.sub(a, b))   -- 4.71. 1.57

print(mylib.avg())  -- 0.0

print(mylib.avg(1,2,3,4,5)) -- 3.0

print(mylib.fn(true), mylib.fn(10), mylib.fn("abc")) -- BOOLEAN NUMBER STRING

 示例中還提供了簡單的c閉包的使用方法（63-68行），關於c閉包，提供了多個上值（upvalue）關聯到函數上，這些upvalue可以理解成該函數內部的全局變量，即只能被該函數訪問到，且在函數返回時不會消亡，該函數任何時候都可以訪問到。

void lua_pushcclosure (lua_State *L, lua_CFunction fn, int n);

用來把一個新的c閉包壓棧，fn是一個c api，n指定關聯多少個upvalue，這些upvalue需要依次壓棧，即棧頂位置是第n個upvalue的值，lua_pushcclosure會把這些upvalue出棧，這些upvalue的偽索引依次為1-n。

int lua_upvalueindex (int i);

獲取當前運行函數第i個upvalue的值。

總之，Lua調用c的流程：編寫好c模塊，在堆棧上建一個表，將接口注冊給這個表，然后把c模塊編譯成so庫，在Lua里require這個so庫，就可以調用注冊的函數了。