1 lua vs C/C++

lua是腳本語言，優(yōu)點是門檻低，可以熱更新，缺點當(dāng)然就是性能。C/C++是編譯型語言，有點是性能高，但是相對的，門檻高，技術(shù)不好的人寫的代碼可能還沒有l(wèi)ua的性能高，容易出現(xiàn)core，不能熱更新。

不過，lua語言本身就是用C實現(xiàn)的，而且，可以將很多能力封裝成lua的接口供lua調(diào)用。

2 C/C++如何給lua提供接口

查看一個lua模塊的源代碼會發(fā)現(xiàn)，lua模塊的實現(xiàn)中既包含lua代碼，也包含C代碼，其中，C代碼的主要邏輯就是獲取參數(shù)，調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用，返回值，C代碼會編譯為so供lua調(diào)用，而lua代碼就是將C代碼提供的一些接口進行再封裝，以便在lua中更好用，更簡單，然后再通過lua代碼對外提供接口。因此，這么看起來，通過lua調(diào)用C函數(shù)，重要的就是在C中如何獲取參數(shù)以及如何返回值。

下面的說明以linotify項目進行說明。

2.1 lua模塊的查找

當(dāng)在lua里面通過require(“inotify”)時，lua怎么知道去哪里查找inotify模塊呢？此時，inotify模塊是個lua腳本還是個so呢？

跟其他腳本語言類似，lua中也是通過變量來控制模塊的查找的，其中package.path是搜索lua模塊的路徑，package.cpath是搜索so模塊的路徑，先查找lua模塊，再查找so模塊。

通過上面這種方式，在當(dāng)前目錄找到了inotify.so。

2.2 so的入口

要調(diào)用inotify.so中的函數(shù)，肯定還是要用動態(tài)庫的函數(shù)：dlopen、dlsym。例如，當(dāng)調(diào)用require(“inotify”)時，如果沒有導(dǎo)入inotify.so，則調(diào)用dlopen加載inotify.so庫，

當(dāng)在lua中調(diào)用local wd = handle:addwatch('/home/rob/', inotify.IN_CREATE, inotify.IN_MOVE)時，會調(diào)用handle_add_watch()函數(shù)。

2.3 參數(shù)獲取

lua和C之間是通過棧進行交互的，當(dāng)調(diào)用C函數(shù)時，C函數(shù)的第一個參數(shù)是lua_State的指針，可以將它理解為lua的一個狀態(tài)機。

如果要調(diào)用函數(shù)，第一步就是參數(shù)的獲取，lua會將參數(shù)放到棧中，因此，inotify.so中的函數(shù)可以獲取棧中的數(shù)據(jù)得到參數(shù)：

    fd = get_inotify_handle(L, 1);
    path = luaL_checkstring(L, 2);
    top = lua_gettop(L);
    for (i = 3; i <= top; i++) {
        mask |= (uint32_t)luaL_checkinteger(L, i);
    }

get_inotify_handle()獲取棧中的第1個參數(shù)，luaL_checkstring(L, 2)獲取棧中的第2個參數(shù)，且第2個參數(shù)是個字符串，然后通過lua_gettop(L)獲取所有的參數(shù)的個數(shù)，再用for循環(huán)將剩余的參數(shù)通過位或放到mask變量。通過這種方式就分別得到了addwatch()的三個參數(shù)。

然后再調(diào)用inotify的inotify_add_watch()完成實際的邏輯。

2.4 返回值

當(dāng)具體的業(yè)務(wù)邏輯完成后，就需要將返回值傳給lua，依舊是通過入棧的方式。

在這里，調(diào)用完inotify_add_watch()就得到某個監(jiān)聽操作的描述符，也需要將這個描述符返回，如果操作成功，調(diào)用lua_pushinteger(L, wd)將wd返回，如果操作失敗，則返回3個值：

static int handle_error(lua_State *L)
{
    lua_pushnil(L);
    lua_pushstring(L, strerror(errno));
    lua_pushinteger(L, errno);
    return 3;
}

第1個是nil，第2個是錯誤信息，第3個是錯誤碼。

因此，在lua中可以這樣來調(diào)用：

local wd, err_info, errno = handle:addwatch('/home/rob/', inotify.IN_CREATE, inotify.IN_MOVE)
if wd == nil then
    print("ERROR=", err_info)
end

同時還需要注意handle_add_watch()函數(shù)的返回值，返回值表明了lua中函數(shù)返回值的個數(shù)。例如這里，成功時，只返回描述符，因此，函數(shù)返回值是1，失敗時，多了額外的錯誤信息，因此，函數(shù)返回值是3。

2.5 一個小的demo

有了上面的了解，可以實現(xiàn)我們的一個小小的demo。

假設(shè)我們要實現(xiàn)一個加法操作，實際的加法操作在C中完成，然后在lua中調(diào)用。

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
static int handle_add(lua_State *L) {
	int a, b, c;
	a = luaL_checkinteger(L, 1);
	b = luaL_checkinteger(L, 2);
	c = a + b;
	lua_pushinteger(L, c);
	return 1;
}
static luaL_Reg funcs[] = {
	{"add", handle_add},
	{NULL, NULL}
};
int luaopen_demo(lua_State *L) {
	lua_createtable(L, 0, sizeof(funcs)/sizeof(luaL_Reg) - 1);
	luaL_setfuncs(L, funcs, 0);
	return 1;
}

那這里的入口函數(shù)就是luaopen_demo()，里面就調(diào)用了兩個函數(shù)，先調(diào)用lua_createtable創(chuàng)建

將上面的代碼編譯為so：

gcc demo.c -fPIC -shared -o demo.so

lua中調(diào)用：

local demo = require("demo")
print(demo.add(2, 3))

3 lua FFI

lua C API實現(xiàn)lua的模塊使用的是虛擬棧的方式，實現(xiàn)起來太過麻煩，用戶需要使用一種新的接口（C API）和模式（虛擬棧）實現(xiàn)，而使用FFI機制，就可以在lua中直接調(diào)用C函數(shù)。

3.1 一個小例子

local ffi = require("ffi")
ffi.cdef[[
int printf(const char*fmt, ...);
]]
ffi.C.printf("hello %s", "world");

首先加載ffi模塊，然后使用cdef添加C函數(shù)的聲明，有點類似于C語言中的頭文件，然后就可以調(diào)用ffi.C中的printf函數(shù)。然后就可以使用luajit編譯：luajit hell.lua。

3.2 調(diào)用so

上面的例子是調(diào)用C標準庫中的函數(shù)，如果需要調(diào)用其他的so文件呢？

// libtest.c
#include <stdio.h>
int show(char *str) {
	int ret = 0;
	if(str == NULL) {
		ret = -1;
	} else {
		printf("input: %s\n", str);
	}
	return ret;
}

# 將上述代碼編譯為so
gcc -shared -fPIC libtest.c -o libtest.so

然后就可以在lua中調(diào)用：

local ffi = require("ffi")
-- 加載libtest.so
local myffi = ffi.load("test")
-- 聲明函數(shù)原型
ffi.cdef[[
int show(char *str);
]]
local str1 = "hello"
-- 將字符串類型轉(zhuǎn)換為char*
local str2 = ffi.cast("char *",str1)
-- 調(diào)用libtest.so中的show函數(shù)
print(myffi.show(str2))

4 C API vs FFI

FFI相比C API最大的優(yōu)勢就是比較好理解，性能高，但是使用FFI也存在一些兼容性的問題；而C API由于是官方提供的接口，在穩(wěn)定性方面還是很好的。

5 參考文檔

• FFI Tutorial

以上就是lua調(diào)用C/C++的方法詳解的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于lua調(diào)用C/C++的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！