C语言与Lua之间的相互调用详解

1. 写一个C调用Lua的Demo编译运行

add.c内容

//你需要include这几个lua头文件
#include  
#include  "lua.h"
#include  "lualib.h"
#include  "lauxlib.h"
lua_State* L;
int
luaadd(int x, int y)
{
 int sum;
 /*函数名*/
 lua_getglobal(L,"add");
 /*参数入栈*/
 lua_pushnumber(L, x);
 /*参数入栈*/
 lua_pushnumber(L, y);
 /*开始调用函数，有2个参数，1个返回值*/
 lua_call(L, 2, 1);
 /*取出返回值*/
 sum = (int)lua_tonumber(L, -1);
 /*清除返回值的栈*/
 lua_pop(L,1);
 return sum;
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
 int sum;
 L = luaL_newstate(); /* 创建lua状态机 */
 luaL_openlibs(L); /* 打开Lua状态机中所有Lua标准库 */
 /*加载lua脚本*/
 luaL_dofile(L, "add.lua");
 /*调用C函数，这个里面会调用lua函数*/
 sum = luaadd(99, 10);
 printf("The sum is %d \n",sum);
 /*清除Lua*/
 lua_close(L);
 return 0;
}

add.lua放到与C同级的目录下，里面写一个简单的函数，让C调用

function add(x,y)
  print("this is a lua script")
  return x + y
end

好了，终于到了用GCC编译的阶段了，直接gcc add.c一下看看行不行。

果然报错了！

这是因为没有把add.c里面的函数链接到我们前面编译出来的lua库里导致的。怎么让他指定链接哪个库呢？看GCC的文档得知-l参数可以指定要链接的库

-l参数和-L参数
-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？
就拿数学库来说，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了

2. C语言调用Lua编译问题总结

2.1 正确的编译命令

原文链接：https://blog.csdn.net/uisoul/article/details/60137134

gcc -o test test.c -llua -lm -ldl​

那我们再试一下, 这次编译出来了: test

执行成功！

2.2 问题1：缺少-lm参数

/usr/local/lib/liblua.a(lobject.o): In function `numarith': 
lobject.c:(.text+0xc8d): undefined reference to `fmod'  
lobject.c:(.text+0xcb8): undefined reference to `pow'   
/usr/local/lib/liblua.a(lvm.o): In function `luaV_execute': 
lvm.c:(.text+0x2068): undefined reference to `pow'  
lvm.c:(.text+0x211c): undefined reference to `fmod' 
/usr/local/lib/liblua.a(lmathlib.o): In function `math_log10':  
lmathlib.c:(.text+0x21e): undefined reference to `log10'    
/usr/local/lib/liblua.a(lmathlib.o): In function `math_pow':    
lmathlib.c:(.text+0x338): undefined reference to `pow'  
........​

2.3 问题2：缺少-ldl参数​

/usr/local/lib/liblua.a(loadlib.o): In function `lookforfunc':  
loadlib.c:(.text+0x748): undefined reference to `dlsym'loadlib.c:(.text+0x7b3): 
undefined reference to `dlopen'loadlib.c:(.text+0x851): undefined reference to 
`dlerror'loadlib.c:(.text+0x871): undefined reference to 
`dlerror'/usr/local/lib/liblua.a(loadlib.o): In function `gctm':loadlib.c:
(.text+0xa44): undefined reference to `dlclose'​

问题解析​​

1、为什么会出现undefined reference to ‘xxxxx’错误？​

首先这是链接错误，不是编译错误，也就是说如果只有这个错误，说明你的程序源码本身没有问题，是你用编译器编译时参数用得不对，你没有指定链接程序要用到得库，比如你的程序里用到了一些数学函数，那么你就要在编译参数里指定程序要链接数学库，方法是在编译命令行里加入-lm。

2、-l参数和-L参数

-l参数 就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，那么库名跟真正的库文件名有什么关系呢？就拿数学库来说，他的库名是m，他的库文件名是libm.so，很容易看出，把库文件名的头lib和尾.so去掉就是库名了。好了现在我们知道怎么得到库名了，比如我们自已要用到一个第三方提供的库名字叫libtest.so，那么我们只要把libtest.so拷贝到/usr/lib里，编译时加上-ltest参数，我们就能用上libtest.so库了（当然要用libtest.so库里的函数，我们还需要与libtest.so配套的头文件）。放在/lib和/usr/lib和/usr/local/lib里的库直接用-l参数就能链接了，但如果库文件没放在这三个目录里，而是放在其他目录里，这时我们只用-l参数的话，链接还是会出错，出错信息大概是：“/usr/bin/ld: cannot find -lxxx”，也就是链接程序ld在那3个目录里找不到libxxx.so，这时另外一个参数-L就派上用场了，比如常用的X11的库，它放在/usr/X11R6/lib目录下，我们编译时就要用-L/usr/X11R6/lib -lX11参数，-L参数跟着的是库文件所在的目录名。再比如我们把libtest.so放在/aaa/bbb/ccc目录下，那链接参数就是-L/aaa/bbb/ccc -ltest另外，大部分libxxxx.so只是一个链接，以RH9为例，比如libm.so它链接到/lib/libm.so.x，/lib/libm.so.6又链接到/lib/libm-2.3.2.so，如果没有这样的链接，还是会出错，因为ld只会找libxxxx.so，所以如果你要用到xxxx库，而只有libxxxx.so.x或者libxxxx-x.x.x.so，做一个链接就可以了ln -s libxxxx-x.x.x.so libxxxx.so​

参考资料：​
http://blog.csdn.net/uisoul/article/details/60135764
http://blog.csdn.net/uisoul/article/details/60135383
http://blog.csdn.net/uisoul/article/details/60135764

3 如何让Lua调用C？（其中3种方式）

Lua调用C，我了解到的有3种方式

方式1.通过在C中注册函数给lua调用

方式2.封装成c动态链接库，在lua中require

方式3.在LuaJIT里面可以使用ffi高性能的调用C（但是IOS上不支持LuaJIT。。）

3.1 方式1：在C中注册函数给Lua

lua提供了lua_register函数注册C函数给lua端调用
hello.c

#include  
#include  
#include  "lua.h"
#include  "lualib.h"
#include  "lauxlib.h"
static int l_SayHello(lua_State *L)
{
 const char *d = luaL_checkstring(L, 1);//获取参数，字符串类型
 int len = strlen(d);
 char str[100] = "hello ";
 strcat(str, d);
 lua_pushstring(L, str); /* 返回给lua的值压栈 */
 return 1;
}
int
main(int argc, char *argv[])
{
 lua_State *L = luaL_newstate(); /* 创建lua状态机 */
 luaL_openlibs(L); /* 打开Lua状态机中所有Lua标准库 */
 lua_register(L, "SayHello", l_SayHello);//注册C函数到lua
 const char* testfunc = "print(SayHello('lijia'))";//lua中调用c函数
 if(luaL_dostring(L, testfunc)) // 执行Lua命令。
  printf("Failed to invoke.\n");
 
 /*清除Lua*/
 lua_close(L);
 return 0;
}

gcc -o hello hello.c -llua 编译执行

3.2 方式2：调用C动态链接库

创建一个mylib.c的文件，然后我们把它编译成动态链接库。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
/* 所有注册给Lua的C函数具有
 * "typedef int (*lua_CFunction) (lua_State *L);"的原型。
 */
static int l_sin(lua_State *L)
{ 
 // 如果给定虚拟栈中索引处的元素可以转换为数字，则返回转换后的数字，否则报错。
 double d = luaL_checknumber(L, 1);
 lua_pushnumber(L, sin(d)); /* push result */
 
 /* 这里可以看出，C可以返回给Lua多个结果，
  * 通过多次调用lua_push*()，之后return返回结果的数量。
  */
 return 1; /* number of results */
}
/* 需要一个"luaL_Reg"类型的结构体，其中每一个元素对应一个提供给Lua的函数。
 * 每一个元素中包含此函数在Lua中的名字，以及该函数在C库中的函数指针。
 * 最后一个元素为“哨兵元素”（两个"NULL"），用于告诉Lua没有其他的函数需要注册。
 */
static const struct luaL_Reg mylib[] = {
 {"mysin", l_sin},
 {NULL, NULL}
};
/* 此函数为C库中的“特殊函数”。
 * 通过调用它注册所有C库中的函数，并将它们存储在适当的位置。
 * 此函数的命名规则应遵循：
 * 1、使用"luaopen_"作为前缀。
 * 2、前缀之后的名字将作为"require"的参数。
 */
extern int luaopen_mylib(lua_State* L)
{
 /* void luaL_newlib (lua_State *L, const luaL_Reg l[]);
  * 创建一个新的"table"，并将"l"中所列出的函数注册为"table"的域。
  */
 luaL_newlib(L, mylib);
 
 return 1;
}

使用gcc -o mylib.so -fPIC -shared mylib.c -llua -ldl编译成so
然后创建一个lua文件，把我们编译出来的c库引入进来。

--[[ 这里"require"的参数对应C库中"luaopen_mylib()"中的"mylib"。
  C库就放在"a.lua"的同级目录，"require"可以找到。]]
local mylib = require "mylib"
-- 结果与上面的例子中相同，但是这里是通过调用C库中的函数实现。
print(mylib.mysin(3.14 / 2)) --> 0.99999968293183

执行a.lua文件，后报错，说Lua存在多个虚拟机！
lua: multiple Lua VMs detected

为什么呢？查了一些资料发现因为lua默认编译的是静态链接库，这样会导致链接多个VM冲突。
那么我们自己再编译个lua解释器动态链接一下。
mylua.c

#include 
#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
int main() {
 lua_State *L = luaL_newstate();
 luaL_openlibs(L);
if (luaL_loadfile(L, "a.lua") || lua_pcall(L, 0, 0, 0)) {
  printf("%s", lua_tostring(L, -1));
 }
}

gcc -o mylua mylua.c -llua -ldl -lm -Wall

这样就能编译出mylua可执行文件
在命令行./mylua执行，成功打印出0.99999968293183

3.3 总结

gcc命令，编译lua，编译C动态链接库这些之前都接触的比较少。所以也爬了不少坑，哈哈哈。接下来要好好研究下怎么在c中解析二进制协议给lua调用，在c中怎么封装好luatable

参考资料：
https://www.cnblogs.com/pied/archive/2012/10/26/2741601.html
http://blog.csdn.net/vermilliontear/article/details/50947379
http://blog.csdn.net/casularm/article/details/316149
好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。