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1、引言

在之前的博客中，已经介绍了如何在ANSI C环境中运行lua解释器了。
但只是开始，我们移植lua解释器更多的是为了能让lua解释器能控制我们的硬件或者逻辑，这样lua与底层C语言的交互就尤其重要了。

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2、函数注册

2.1注册原理

使用函数#define lua_register(L,n,f) (lua_pushcfunction(L, (f)), lua_setglobal(L, (n)))
将c语言的函数注册到lua环境中，并申明一个别名。
例如：

    lua_register(L,"create_rectangle",create_rectangle);
    lua_register(L,"set_xy",set_xy);
    lua_register(L,"get_area",get_area);
    lua_register(L,"get_perimeter",get_perimeter);

第二个参数是lua解释器中的别名，第三个是C语言中的函数指针。

2.2 注册函数

C语言要注册一个函数到lua环境中，需要采用一定的形式：

static int create_rectangle(lua_State *L)
{
    if(obj_num >= 9 )
    {
        lua_pushinteger(L,-1);
        return 1;
    }
    lua_pushinteger(L,obj_num);
    obj_num++;
    return 1;
}

首先函数必须是int xxxxx(lua_State *L)，
如果这个注册的lua函数存在参数输入，在Lua中调用C函数时，所有参数都通过栈传递。C函数通过lua_gettop(lua_State *L)来获取参数的个数。例如：

int argc = lua_gettop(L);

这个函数返回当前栈的大小，也就是传递给函数的参数个数。

在Lua中，参数可以是多种类型，如数字、字符串、表等。在C函数中需要检查参数的类型以确保正确处理。

读取参数API

lua_gettop(L)：返回栈顶的索引（即参数个数）。
lua_isnumber(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为数字类型。
lua_isinteger(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为整数类型。
lua_isboolean(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为布尔类型。
lua_isstring(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为字符串类型。
lua_istable(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为表类型。
lua_isnil(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为nil。
lua_islightuserdata(L, index)：检查栈中指定位置上的值是否为轻量级用户数据。
lua_tonumber(L, index)：将栈中指定位置上的值转换为数字类型。
lua_tointeger(L, index)：将栈中指定位置上的值转换为整数类型。
lua_toboolean(L, index)：将栈中指定位置上的值转换为布尔类型。
lua_tostring(L, index)：将栈中指定位置上的值转换为字符串类型。
lua_touserdata(L, index)：将栈中指定位置上的值转换为用户数据类型。
lua_rawlen(L, index)：返回栈中指定位置上的值的长度（对于字符串或表）。

例如，从Lua获取两个数字参数：

if (!lua_isnumber(L, 1) || !lua_isnumber(L, 2)) {
    lua_pushstring(L, "Expected two numbers");
    lua_error(L);
    return 0;
}
double a = lua_tonumber(L, 1);
double b = lua_tonumber(L, 2);

返回值与return的关系
在C函数中，将结果返回给Lua时，需要将结果压入栈中，并且返回结果的数量。返回值数量由C函数的返回值指定，Lua虚拟机会根据这个数量从栈顶取出相应的值。

例如，返回一个结果（即函数求和的结果）：

double result = a + b;
lua_pushnumber(L, result);
return 1; // 返回值的数量是1

如果需要返回多个值，则依次将这些值压入栈中，并返回相应的数量。例如：

int add_and_subtract(lua_State *L) {
    if (lua_gettop(L) != 2) {
        lua_pushstring(L, "Expected exactly two arguments");
        lua_error(L);
        return 0;
    }
    double a = lua_tonumber(L, 1);
    double b = lua_tonumber(L, 2);

    double sum = a + b;
    double diff = a - b;

    lua_pushnumber(L, sum);   // 第一个返回值
    lua_pushnumber(L, diff);  // 第二个返回值

    return 2; // 返回值的数量是2
}

返回参数API

lua_pushnumber(L, n)：将一个数字压入栈中。
lua_pushinteger(L, n)：将一个整数压入栈中。
lua_pushboolean(L, b)：将一个布尔值压入栈中。
lua_pushstring(L, s)：将一个字符串压入栈中。
lua_pushlstring(L, s, len)：将一个指定长度的字符串压入栈中。
lua_pushnil(L)：将nil压入栈中。
lua_pushlightuserdata(L, p)：将一个轻量级用户数据压入栈中。
lua_pushcclosure(L, fn, n)：将一个C闭包压入栈中。
lua_pushvalue(L, index)：将指定索引处的值压入栈中。
lua_newtable(L)：创建一个新的空表并压入栈中。
lua_pushthread(L)：将当前线程压入栈中。

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3、实操

3.1 编写注册函数

创建一个lua_func.c的文件，内容如下：

#include "lua.h"
#include "lauxlib.h"
#include "lualib.h"

typedef struct {
	int x;
	int y;
} rectangle;

#define MAX_OBJ_NUM  10

static rectangle obj[MAX_OBJ_NUM] ;
static int obj_num = 0;

static int create_rectangle(lua_State *L)
{
    if(obj_num >= 9 )
    {
        lua_pushinteger(L,-1);
        return 1;
    }
    lua_pushinteger(L,obj_num);
    obj_num++;
    return 1;
}
static int set_xy(lua_State *L)
{

	int index = 	lua_tointeger(L, 1);
	int x = lua_tointeger(L, 2);
	int y = lua_tointeger(L, 3);
	
    obj[index].x = x;
    obj[index].y = y;
	return 0;
}

static int get_area(lua_State *L)
{

	int index = 	lua_tointeger(L, 1);
	
    int obj_area = obj[index].x * obj[index].y ;
    lua_pushinteger(L,obj_area);
	return 1;
}


static int get_perimeter(lua_State *L)
{

	int index = 	lua_tointeger(L, 1);
	
    int obj_peri = (obj[index].x + obj[index].y)*2 ;
    lua_pushinteger(L,obj_peri);
	return 1;
}



void lua_func_register(lua_State *L)
{
    lua_register(L,"create_rectangle",create_rectangle);
    lua_register(L,"set_xy",set_xy);
    lua_register(L,"get_area",get_area);
    lua_register(L,"get_perimeter",get_perimeter);
}

这个文件创建了4个函数，用于注册到lua环境中。
在main.c中调用 lua_func_register(L);函数。

3.2编写测试代码

创建一个func.lua的新测试脚本，内容如下：

-- func test
obj1 = create_rectangle()
print("rectangle index is:",obj1)
obj2 = create_rectangle()
print("rectangle index is:",obj2)

set_xy(obj1,5,10);
set_xy(obj2,6,8);

print("rectangle",obj1,"area is:",get_area(obj1))
print("rectangle",obj2,"area is:",get_area(obj2))

print("rectangle",obj1,"perimeter is:",get_perimeter(obj1))
print("rectangle",obj2,"perimeter is:",get_perimeter(obj2))

更改main函数中打开的lua文件名字

   file = fopen("func.lua", "rb"); // 使用"rb"模式以二进制方式读取文件

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4、结论

在工程路径下输入python .\ck_script.py a配置、构建、编译项目

执行程序，结果如下，说明我们注册自定义的lua函数成功。

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时间流逝、年龄增长，是自己的磨炼、对知识技术的应用，还有那不变的一颗对嵌入式热爱的心！