Lua程序调用C接口

//另一个待Lua调用的C注册函数。
static int sub2(lua_State* L)
{
    double op1 = luaL_checknumber(L,1);
    double op2 = luaL_checknumber(L,2);
    lua_pushnumber(L,op1 - op2);
    return 1;
}

const char* testfunc = "print(sub2(20.1,19))";

int main() {
    lua_State* L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);
    lua_register(L, "sub2", sub2);
    if (luaL_dostring(L,testfunc))
        printf("Failed to invoke.\n");
    lua_close(L);
    return 0;
}

    基本场景，在Lua中调用C接口，最关键就是调用接口lua_register将C接口注册到注册表上并关联C函数指针，在Lua中正常用就可以了。而在C的接口实现中需要从栈中取数据，并进行对应的运算。

C程序调用Lua接口

function test()
        print("lua 666")
end

int main(){
    lua_State* l = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(l);
    luaL_dofile(l,"/home/ronaldwang/lua/demo/test2.lua");
    lua_pcall(l,0,0,0);
    lua_getglobal(l,"test");
    lua_pcall(l,0,0,0);
    lua_close(l);
    return 0;
}

    C调用Lua接口核心就在于将lua文件加载进来，并调用lua_pcall进行运行，这样就可以将lua文件里面定义的方法在全局表里面建立映射关系，将接口全部load到表之后，先通过lua_getglobal把接口放到栈顶，然后push相关参数，最后就是lua_pcall进行调用。

    介绍了两类比较简单的Lua和C的互调方式之后，我们考虑两种比较复杂的调用场景：

Lua中使用具有C回调的C接口（1）

    设想场景：底层框架提供了一个带C回调的C接口，但是上层业务都是Lua写的，我们可以实现在Lua的上下文中实现接口的调用和回调的定义。

如下：

typedef (int*) CallbackFunc(int)
int PrintHello(int data, CallbackFunc cb){
    printf("%d:%d\n",data,cb(data))
    return 0;    
}

    设想，底层框架提供接口PrintHello，并且此PrintHello接口需要接收一个函数指针作为参数；在实际场景中，可能我们的外层业务都是用Lua编写，我们并不希望因为这个回调就去侵入到底层框架，使用C去写这样一个接口，更多的，希望像调用Lua接口一样调用这个C接口，如下：

PrintHello(100,function(a) return a+10 end)
PrintHello(120,function(b) return b*10 end)

    在此例中，我们可以很灵活的变换回调接口的实现，在用的地方定义并使用，不用在C中单独去定义一个接口。

    针对这种情况，具体实现见如下代码：

/***************test.lua**********/
PrintHello(100,function(a) return a+10 end)
PrintHello(120,function(b) return b*10 end)
    
/**************C代码部分***********/
typedef (int* Callback)(int);    
int PrintHello(int data,Callback cb){
    printf("%d:%d\n",data,cb(data));
    return 0;
}    

int test_cb(int data){
    lua_rawgetp(L, LUA_REGISTRYINDEX, (void*)test_cb);
    lua_pushinteger(l,data);
    lua_pcall(l,1,1,0);
    int ret = lua_checknumber(l,-1);
    lua_pop(l);
    return ret;
}

int test_func(lua_State* l){
    int first = lua_checkinteger(l,1);
    lua_pushvalue(l,2);
    lua_rawsetp(L, LUA_REGISTRYINDEX, (void *)test_cb);
    PrintHello(first,test_cb);
    return 0;
}
int main(){
    lua_State* L = newluastate();
    lua_openlibs(L);
    lua_register(L,"PrintHello",test_func);
    lua_dostring(L,"test.lua");
    lua_close(L);
    return 0;
}

    在上述代码中，虽然回调PrintHello的回调是C格式的，但是我们可以在Lua中自由定义回调的格式，并能被C接口“接收”并正确执行，这里我们分析一下代码的执行流程：

    1）在main函数中，我们通过调用接口lua_register注册了接口PrintHello，这样在Lua的全局表上建立了一个PrintHello到函数test_func地址的映射关系；

    2）因为全局表可以被lua层访问，当调用lua_dostring(L,test.lua)的时候，执行PrintHello(10,function(a) return a+10 end)的时候，栈里面有两个元素，一个是10，一个是定义的function(a)这个函数，并且走到test_func这个接口里面；

    3）test_func接口依次取出两个栈元素，由于第二个是函数C无法接收这样一个元素，因此将这个对象通过接口lua_rawsetp插入到注册表中（也可以通过lua_setglobal插入到全局表，但是由于全局表可以被lua层看到有被Lua层修改的风险，所以放注册表安全一点）；

    4）lua_rawsetp/lua_rawgetp这些接口的主要作用就是把C接口地址放到注册表中方便后续取到，本例中代码逻辑比较简单，其实可以不用。

    通过这样一个接口设计，我们针对提供的C库接口可以很方便的进行回调接口的扩展和定制化。

Lua中使用C回调的C接口（2）

    设想另外一种场景，我们的PrintHello需要接收一个回调，但是这个回调已经在C中定义并实现了，我们不希望代码重复，如何能在Lua中传递C的回调呢？

/******************test.lua**********************/
PrintHello(100,test_func_c)
    
/******************main.cpp**********************/
lua_State* l;
typedef int (*Callback)(int);


void PrintHello(int data,Callback cb){
     printf("%d:%d\n",data,cb(data));
}

void TestHello(int data,Callback cb){
     printf("test:%d:%d\n",data,cb(10));
}

int test_func_c(int data){
    printf("data:%d\n",data);
    return data;
}

int test_func(lua_State* l) {
    int first = luaL_checkinteger(l, 1);
    Callback cb = (Callback) lua_touserdata(l,2);
    PrintHello(first,cb);
    return 0;
}

int main(){
    l = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(l);
    lua_register(l,"PrintHello",test_func);
    lua_pushlightuserdata(l,(void*) test_func_c);
    lua_setglobal(l,"test_func_c");
    luaL_dofile(l,"/home/ronaldwang/lua/demo/test.lua");
    lua_close(l);
    return 0;
}

    在本例中，我们PrintHello需要接收形参格式为：一个int类型变量和一个Callback类型的函数指针，我们在Lua中需要用到这个接口，同时需要用C中定义的回调test_func_c，和前面场景不同，此时回调是C中已经有的，我们是如下实现的：

    1）通过接口lua_pushlightuserdata和lua_setglobal，将C函数指针test_func_c存入到全局表；

    2）lua的执行指令PrintHello(100,test_func_c)，涉及两个符号，一个是PrintHello，一个是test_func_c，这时候实际已经调用到test_func接口里面，并且栈的索引1位置为100，索引2的位置是函数指针（userdata类型）；

    3）通过接口lua_touserdata，将指定的函数指针给取出来并强转为Callback类型，并在里面调用接口PrintHello达到函数调用的效果。

    通过这种嫁接形式，我们可以在Lua中充分利用库提供的C接口。