Lua与C如何实现交互

今天开始看Lua源码，因为项目组用的版本是5.1.4，所以我现在看的也是5.1.4版本的，看懂了以后再看5.2 那些地方有不同就OK了~~ ^_^

先从Lua的栈看起

struct lua_State {
    CommonHeader;
    lu_byte status;
    StkId top; /* first free slot in the stack */
    StkId base; /* base of current function */
    global_State *l_G;
    CallInfo *ci; /* call info for current function */
    const Instruction *savedpc; /* `savedpc of current function */
    StkId stack_last; /* last free slot in the stack */
    StkId stack; /* stack base */
    CallInfo *end_ci; /* points after end of ci array*/
    CallInfo *base_ci; /* array of CallInfos */
    int stacksize;
    int size_ci; /* size of array `base_ci */
    unsigned short nCcalls; /* number of nested C calls */
    unsigned short baseCcalls; /* nested C calls when resuming coroutine */
    lu_byte hookmask;
    lu_byte allowhook;
    int basehookcount;
    int hookcount;
    lua_Hook hook;
    TValue l_gt; /* table of globals */
    TValue env; /* temporary place for environments */
    GCObject *openupval; /* list of open upvalues in this stack */
    GCObject *gclist;
    struct lua_longjmp *errorJmp; /* current error recover point */
    ptrdiff_t errfunc; /* current error handling function (stack index) */
};

Lua 调用C函数过程:

每当Lua调用一个C函数的时候，先查找到这这个函数所在的地址，然后将函数及参数全部顺序压入栈中，L->Top设置为最后一个参数的位置，然后调用luaD_precall，将L->Base移至函数的下一个位置，然后通过函数指针地址调用这个C函数。

C函数如何将返回值告诉Lua:

1. 数字：比较简单，直接将结果压入栈顶。

2. 字符串：这里要先说下Lua的字符串处理，Lua是将所有的字符串通过哈希后存入一个字符串的库中。所以在压入之前会先做哈希，然后查找是否有这个字符串，如果有的话将这个字符串的指针地址压入栈顶，没有则会去申请内存，根据哈希值记录下这个字符串（过程中还有一些垃圾回收的处理，暂略过），然后将新申请的这个内存地址压入栈顶。

3. 表：表要稍微复杂一点，自己写了段代码。

lua_newtable(L); // 先新建一个表，压入栈顶
lua_pushstring(L, "x"); // push 一个Key至栈顶
lua_pushnumber(L, x1); // push 一个Value至栈顶
lua_settable(L, -3); // 将key和value取出来，将它们塞入表中
lua_pushstring(L, "y");
lua_pushnumber(L, y1);
lua_settable(L, -3); //栈顶的元素即为要压入的表

这里就要分析下lua_settable里头到底做了什么，核心就是2句话

luaV_settable(L, t, top - 2, top - 1);
top -= 2;

接下来再具体看看luaV_settable这个里头究竟又做了什么，核心代码是以下几句

TValue *oldval = luaH_set(L, h, key); /* do a primitive set */

if (!ttisnil(oldval) || /* result is no nil? */
    (tm = fasttm(L, h->metatable, TM_NEWINDEX)) == NULL)
{ /* or no TM? */
    setobj2t(L, oldval, val);
    luaC_barriert(L, h, val);
    return;
}

再看luaH_set：

const TValue *p = luaH_get(t, key);
flags = 0;
if (p != luaO_nilobject)
    return cast(TValue *, p);
else
{
    if (ttisnil(key)) luaG_runerror(L, "table index is nil");
    else if (ttisnumber(key) luai_numisnan(nvalue(key)));
        luaG_runerror(L, "table index is NaN");
    return newkey(L, t, key);
}

原来是先Get一下这个key对应的值，如果找到了，则直接返回，否则new一个出来返回（个人觉得luaH_set这个名字取的不太好，明明是get的意思= =）

那好了，基本上整个流程就很清楚了。

扩展延伸：那Lua是如何去New一个key的呢？跟进newkey这个函数。

大概就是先找一个空闲的内存，找到了则分配（每个表内部有一个内存管理器），没有则重新哈希一次表（会向系统申请新的内存），然后将key对应的结点的地址返回（具体表的实现还没仔细看，下次再专门看看表的实现吧）

===============分割线=================

Lua 调用C函数过程：（待续）