lua与c之间交互详解（三）

本篇主要讲解Lua是如何调用c的，Lua是宿主语言，c是附加语言，关于c如何调用Lua参考其他两篇。Lua调用c有几种不同方式，这里只讲解最常用的一种：将c模块编译成so库，然后供Lua调用。

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

约定：c模块需提供luaopen_xxx接口，xxx与文件名必须一致，比如"mylib"；还需提供一个注册数组（55-60行），该数组必须命名为luaL_Reg，每一项是{lua函数名，c函数名}，最后一项是{NULL, NULL}；通过luaL_newlib创建新的表入栈，然后将数组中的函数注册进去，这样Lua就可以调用到。

//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
", 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，需将so库加入cpath路径里，通过require返回栈上的表，Lua就可以调用表中注册的接口，比如，add、sub、avg等

Lua调用c api的过程：Lua将api需要的参数入栈——c提取到参数——处理——c将结果入栈——Lua提取出结果

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

 示例中还提供了简单的c闭包的使用方法（63-68行），关于c闭包，提供了多个上值（upvalue）关联到函数上，这些upvalue可以理解成该函数内部的全局变量，即只能被该函数访问到，且在函数返回时不会消亡，该函数任何时候都可以访问到。

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

用来把一个新的c闭包压栈，fn是一个c api，n指定关联多少个upvalue，这些upvalue需要依次压栈，即栈顶位置是第n个upvalue的值，lua_pushcclosure会把这些upvalue出栈，这些upvalue的伪索引依次为1-n。

int lua_upvalueindex (int i);

获取当前运行函数第i个upvalue的值。

总之，Lua调用c的流程：编写好c模块，在堆栈上建一个表，将接口注册给这个表，然后把c模块编译成so库，在Lua里require这个so库，就可以调用注册的函数了。