必看！LuatOS自定义C库全新教程，一文极速上手
今天继续讲LuatOS的开发，上一期简单说了一下如何移植LuatOS，相信很多朋友已经看过了。那么今天，我就开始讲C和Lua调用的部分教程。
LuatOS相关资料及Lua语言的官方定义，详见以下链接：
LuatOS仓库：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS
Lua 5.3 中文参考手册：
https://www.runoob.com/manual/lua53doc/contents.html
闲谈C与Lua的调用
LuatOS自定义C库可以实现用户的自定义功能，比如一些对延时要求很高的需求，通过C进行使用会更方便快捷:
Lua使用一个虚拟栈来和C互传值，也就是说，C和Lua的数据交互是在栈上进行的。
栈的基本概念及原理
栈作为一种数据结构，是一种只能在一端进行插入和删除操作的特殊线性表。
它按照先进后出的原则存储数据，先进入的数据被压入栈底，最后的数据在栈顶，需要读数据的时候从栈顶开始弹出数据（最后一个数据被第一个读出来）。
入栈就是将一个新的元素放到栈顶，出栈就是从栈顶取出一个元素。栈顶的元素总是最后入栈，需要出栈时，又最先被从栈中取出。
如果你没接触过栈，就当它是个先入后出的大袋子，你要做的就是往里面放东西和拿东西。
无论何时Lua调用C，被调用的函数都得到一个新的栈，这个栈独立于C函数本身的栈，也独立于之前的Lua栈。它里面包含了Lua传递给C函数的所有参数，而C函数则把要返回的结果放入这个栈以返回给调用者 。
所以，C和Lua的调用说大白话就是——在栈上操作。
常用函数简介
在写函数的时候，首先使用lua_State：Lua虚拟机中的环境表、注册表、运行堆栈、虚拟机的上下文等数据。
常用函数还涉及判断函数、检查函数、取出函数、返回函数等等，如下所示：
常用判断函数
lua_isboolean ：
lua_isboolean (lua_State *L, int index); 当给定索引的值是一个布尔量时，返回 1 ，否则返回 0 。
lua_isinteger ：
lua_isinteger (lua_State *L, int index); 当给定索引的值是一个整数时，返回 1 ，否则返回 0 。
lua_isnil ：
lua_isnil (lua_State *L, int index); 当给定索引的值是 nil 时，返回 1 ，否则返回 0 。
lua_isnumber ：
lua_isnumber (lua_State *L, int index); 当给定索引的值是一个数字，或是一个可转换为数字的字符串时，返回 1 ，否则返回 0 。
lua_isstring ：
lua_isstring (lua_State *L, int index); 当给定索引的值是一个字符串或是一个数字( 数字总能转换成字符串)时，返回 1 ，否则返回 0 。
常用检查函数
luaL_checkinteger ：
luaL_checkinteger (lua_State *L, int arg); 检查函数的第 arg 个参数是否是一个 整数（或是可以被转换为一个整数） 并以 lua_Integer 类型返回这个整数值。
luaL_checknumber ：
luaL_checknumber (lua_State *L, int arg); 检查函数的第 arg 个参数是否是一个 数字，并返回这个数字。
luaL_checkstring ：
luaL_checkstring (lua_State *L, int arg); 检查函数的第 arg 个参数是否是一个 字符串并返回这个字符串。
luaL_checklstring ：
luaL_checklstring (lua_State *L, int arg, size_t *l); 检查函数的第 arg 个参数是否是一个 字符串，并返回该字符串；如果 l 不为 NULL ， 将字符串的长度填入 *l。字符串内可以是任意二进制数据，包括零字符。
常用取出函数
luaL_optinteger ：
luaL_optinteger (lua_State *L , int arg , lua_Integer d);
如果函数的第 arg 个参数是一个 整数（或可以转换为一个整数）， 返回该整数。若该参数不存在或是 nil， 返回 d。除此之外的情况，抛出错误。
luaL_optnumber ：
luaL_optnumber (lua_State *L, int arg, lua_Number d);
如果函数的第 arg 个参数是一个 数字，返回该数字。若该参数不存在或是 nil， 返回 d。除此之外的情况，抛出错误。
luaL_optstring ：
luaL_optstring (lua_State *L, int arg, const char *d);
如果函数的第 arg 个参数是一个 字符串，返回该字符串。若该参数不存在或是 nil， 返回 d。除此之外的情况，抛出错误。
luaL_optlstring ：
luaL_optlstring (lua_State *L , int arg , const char *d , size_t *l);
如果函数的第 arg 个参数是一个 字符串，返回该字符串。若该参数不存在或是 nil， 返回 d。除此之外的情况，抛出错误。若 l 不为 NULL， 将结果的长度填入 *l 。字符串内可以是任意二进制数据，包括零字符。
常用返回函数
lua_pushboolean ：
void lua_pushboolean (lua_State *L, int b); 把 b 作为一个布尔量压栈。
lua_pushinteger：
lua_pushinteger (lua_State *L, lua_Integer n); 把值为 n 的整数压栈。
lua_pushnumber ：
lua_pushnumber (lua_State *L, lua_Number n); 把一个值为 n 的浮点数压栈。
lua_pushstring ：
lua_pushstring (lua_State *L, const char *s); 将指针 s 指向的零结尾的字符串压栈。如果 s 为 NULL，将 nil 压栈并返回 NULL。
lua_pushlstring ：
lua_pushlstring (lua_State *L, const char *s, size_t len); 把指针 s 指向的长度为 len 的字符串压栈。字符串内可以是任意二进制数据，包括零字符。
注意：
xxxlstring与xxxstring的区别，前者传二进制数据是必须的！！！
第一个函数
创建自定义模块框架：
在LuatOS源码目录下找到luat/mouldes文件夹，新建一个名为luat_lib_xxx.c的文件；
在C文件中先引入"luat_base.h"，这个头文件里面包含了我们需要用到的函数。
创建自定义函数：
static int l\_jiaFa(lua\_State \*L)
//函数名一般写l\_xxx ，
这样可以直观的知道这是一个和lua交互的函数
{
int a = luaL\_checkinteger(L, 1);
//取出输入的第一个值（int类型）
int b = luaL\_optinteger(L, 2, 0);
//取出输入的第二个值（int类型）
lua\_pushinteger(L, a + b); //返回ab之和
return 1; //返回一个值
}
分析一下：
函数输入(lua_State *L)，前面提到了，C和Lua的调用是在栈里进行的；
a的值是通过luaL_checkinteger(L, 1);获得的，这是一个检查函数，输入的第一个值是int类型的时候，函数会把值返回，在这里就是赋值给了a。
b的值是通过luaL_optinteger(L, 2, 0);获得的，只是一个取出函数，取出的对象是lua函数输入的第二个值，如果第二个值不是int类型，则会返回0。
lua_pushinteger(L, a + b); 是向lua函数返回值（int类型）
最后的return 1; 代表这个函数的返回值只有一个。
注册函数：
#include "rotable.h"
static const rotable\_Reg exa\[\] =
//exa\[\]就是你的自定义库名字
{
{"jiaFa", l\_jiaFa, 0},
//第一个是lua要调用的函数名字，
第二个是对应的c函数，
第三个是lua\_Integer值，一般写0
{NULL, NULL, 0}};
//结尾要有这一行，代表没有其他的函数了
LUAMOD\_API int luaopen\_exa(lua\_State \*L)
//注册一个LUAMOD\_API，之后要写入luat\_base.h
{
luat\_newlib(L, exa);
//创建一张新的表，并把列表L中的函数注册进去
return 1;
}
这里重点是rotable_Reg：
typedef struct rotable\_Reg
{
char const\* name;
lua\_CFunction func;
lua\_Integer value;
}
rotable\_Reg;
你需要写几个函数，就在这个结构体里写，最后以 {NULL, NULL, 0}结尾，代表结束。
写完上面这一段之后，在luat_base.h里面加上LUAMOD_API int luaopen_exa(lua_State *L);
启用自定义模块
打开芯片/模组对应的base文件，例如air302的base文件是：
https://gitee.com/openLuat/LuatOS/blob/master/bsp/air302/src/luat_air302_base.c
根据上一期的移植教程，我们在loadedlibs[]里加入 {"exa", luaopen_exa}, 代表启用该模块。
编译新固件
这里不细说了，在LuatOS仓库里都有编译说明，air302我之前也做过编译教程，详见：
https://doc.openluat.com/article/2047
编写Lua脚本
\-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "exademo"
VERSION = "1.0.0"
\-- sys库是标配
\_G.sys = require("sys")
local function exatext()
log.info("jiafa", exa.jiaFa(2,10))
end
sys.timerLoopStart(exatext, 1000)
\-- 用户代码已结束---------------------------------
\-- 结尾总是这一句
sys.run()
\-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
进阶函数
当前面的步骤做完，确保正确运行后，再往下看进阶部分。
返回字符串
static int l\_reString(lua\_State \*L)
{
if (!lua\_isnumber(L, 1))
//如果输入的是字符串（不是number自然就是字符串咯）
{
const char \*c = luaL\_optstring(L, 1, "");
lua\_pushstring(L, c);
//如果第一个输入值是string，直接返回去
return 1;
}
else
{
lua\_pushstring(L,"nostring");
//到这里就代表输入的第一个值不是字符串，返回nostring
return 1;
}
}
这一部分较基础部分多了判断函数，根据注释了解一下即可，不难的。
多输入多返回
static int l\_reMore(lua\_State \*L)
{
if (lua\_isinteger(L, 1))
//判断输入的第一个值是不是int
{
lua\_pushboolean(L, 1); //返回true
const char \*st = luaL\_optstring(L, 2, "nostring");
lua\_pushstring(L, st); //返回字符串
return 2;
}
else
{
lua\_pushboolean(L, 0); //返回flase
return 1;
}
}
这里边看代码边说明：
1）函数首先判断lua输入的第一个值类型，如果是int类型，那么返回第一个bool类型值；
2）现在已经确定第一个值是int类型了，那么取出lua输入的第二个值，如果是string就赋值给st，如果是nil那就把“nostring”赋值给st；
3）返回st，使用函数为lua_pushstring(L, st);
4）分析返回值的定义——我们可以看到在if为真的大括号里，我们先返回了bool类型的值，然后返回了string类型的值，一共返回了两个值，那么return的值我们写为2；在else的大括号里，我们只返回了一个bool类型的值，那么return的值即为1。
