使用 C 编写 Lua 模块

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Lua 作为一种小巧的语言,一般都是嵌入到 C/C++ 中作为扩展语言,但是也可以作为独立的脚本语言使用,并且可以使用 C/C++ 编写扩展模块。在参考资料 [1] 中有怎样用 C/C++ 编写模块的介绍,但是比较零散,也不是很详细,所以在这里整理一下。

这里使用的 Lua 版本是 5.2.3,系统是 Debian 7。

Hello, world!

不废话,还是先看一下经典的 “Hello, world!” 例子。

#include <lua.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lualib.h>

static int l_hello(lua_State* l)
{
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}

static const struct luaL_Reg hello_lib[] = {
    {"hello", l_hello},
    {NULL, NULL},
};

int luaopen_luahello(lua_State* l)
{
    luaL_newlib(l, hello_lib);
    return 1;
}

这里用到的一个函数是

void luaL_newlib (lua_State *L, const luaL_Reg *l);

它其实是一个宏,被定义为

(luaL_newlibtable(L,l), luaL_setfuncs(L,l,0))

作用是先创建一个新的 table,再把指定的函数注册到这个 table 中。

要注意的是,创建自定义模块的函数都需要以“luaopen_”作为函数名的前缀,这样在 require 中加载某个模块(例如这里的模块名叫“luahello”)的时候,Lua 会去找相应的创建模块的函数(例如 luaopen_luahello),然后调用这个函数,获得对应的返回值,之后就可以被使用了。

另外由于 require 的参数是一个字符串,如果我们写成“require(‘a.b’)”也是合法的,但是在 C 语言中无法定义“luaopen_a.b”这样一个函数。Lua 很智能地为我们做了转换,将“.”转换成“_”。

编译和执行

先说一下静态加载的方法。

查看 src/Makefile,可以发现 Lua 为我们预留了一些编译变量,例如 MYCFLAGS 和 MYLIBS 等。如果需要解析器能使用我们自己编写的模块,只需把我们的模块加到这些变量中。根据参考资料 [1] 的建议,还需要修改 luaL_openlibs(),把 luaopen_hello() 添加到 loadedlibs[] 这个数组中,让 Lua 解析器调用相应的函数后才能被调用。如果要把上面的模块编译到 Lua 解析器中,可以把 luahello.o 加入到 MYOBJS 中:

make posix MYOBJS=`pwd`/luahello.o -C /path/to/lua

重新编译之后就能使用我们自定义的函数了。

可见每增加一个模块就要重新编译一次 Lua 显然是不现实的,因此更好的方法是采用动态加载。

Lua 默认只生成静态链接库 liblua.a,编译 Lua 解析器也是用的静态链接。但是 Lua 的实现中用到了一个全局变量,如果多次链接 liblua.a 会出问题(见参考资料 [2]),因此如果主程序和模块都分别链接了 liblua.a,接着主程序加载了模块运行会导致程序崩溃,需要使用选项“-Wl,-E”重新编译 Lua 解析器;为了能加载动态链接库,还需要打开相应的选项,在 Linux 下完整的编译命令为:

make posix MYCFLAGS="-DLUA_USE_DLOPEN -Wl,-E" MYLIBS="-ldl"

重新编译后应该就能正常加载运行脚本了。作为实验封装了一个 MySQL 的 Lua 客户端,放在 这里

参考资料

[1] Programming in Lua. 3rd Edition.
[2] 一个链接 lua 引起的 bug , 事不过三

发表于 2014年8月9日
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