cairoMoon: 利用C語言提供功能給lua使用

好久沒有寫程式了呢XD
說實話我一直掛記著BF編譯器的實行，也不斷想著要怎麼做到還可以接受的程度。不過，我想先作個小東東來練習下。

為了能夠有彈性的建立BF編譯器，就跟之前說的一樣，計畫要使用lua：用了lua，想要輸出成什麼樣的形式應該都可以達到。
最原始的構想中，我希望藉著lua程式碼來提供遭遇到某些虛擬碼時的應對方式。我的編譯器會先把BF程式轉換成虛擬碼，然後把虛擬碼送到編譯處理模組。 編譯處理模組會依據現在手上的虛擬碼來決定現在所要呼叫的lua程式，接著lua程式必須藉著傳回資料來告訴編譯處理模組應該要寫入的資料。然而這樣做的缺點便是lua編譯核心 只能夠提供特定型態的回傳資料，像是字串。

我們可以在編譯處理模組這端提供一組編譯時常常會用到的功能讓lua端使用。這樣的作法，我想可以大幅度的增強彈性。比方說，可以提供寫入二元資料以及字串資料的函數，或者其他 超乎現在的我所想像得到的功能。

由於想提供的功能還在規劃中，所以如果想要試試這個新技術，就只好隨便想個東西來開刀了。想來想去就想到...做個簡單的程式，提供簡單的繪圖功能，讓會lua的人可以使用它 來畫簡單的線條圖。換句話說，我的程式提供lua-繪圖功能的橋樑，讓使用者可以寫lua程式碼來產生圖檔。

為了讓程式簡潔，使用C語言，繪圖功能利用cairo提供，我的程式負責提供lua-cairo的橋樑，把lua程式碼讀進來並執行。程式放在這裡，歡迎自行參閱。

簡單的說，提供lua橋樑的話，要做到以下兩點

• 依照lua的期望提供正確的函數
• 告訴lua引擎這個函數的存在

所謂依照lua的期望，首先就是要有下面的函數原型（function prototype）：

int function_name(lua_State* s);

接著，利用lua_toXXX(s, paramId)來取得。paramId從1開始。也就是說， 如果lua程式碼中有下面的陳述：

function_provided_by_c(a, b)

那麼在C語言的部份就必須利用lua_toXXX(s, 2)來取得b的內容。XXX要填什麼取決於你對b的期望。 如果你認為b應該是可以轉成整數的資料，就用lua_tointeger(s, 2)

搞定輸入後我們來搞定輸出吧！利用C語言寫成的lua橋樑函數必須把資料堆到堆疊上，並且告訴lua直譯器這個橋樑函數所含有的回傳資料數量。 看個例子吧！如果lua函數func2是由C語言寫成的橋樑函數func2_c提供的，而且func2回傳 2個資料，那麼func2_c的最後幾行可能是：

lua_pushXXX(state, ret1);
lua_pushXXX(state, ret2);
return 2;

這樣的話，對於下面的lua敘述

a, b = func2()

a就會對應於ret1，b就會對應於ret2。

最後要注意的一點就是，橋樑函數必須負起平衡lua堆疊的責任。在橋樑函數把控制權交回前，lua堆疊上必須只留下回傳值。也就是說，藉著lua堆疊傳入橋樑 函數的資料必須從堆疊上移除。Lua引擎對於堆疊的不平衡不見得會馬上抱怨，然而等到lua引擎因為堆疊爆滿而崩潰才來追蹤的時候往往會相當的棘手。（這點來說，lua 引擎和肝臟很相似呢！）

在寫好橋樑函數後，你必須告知lua引擎這個函數的存在。最簡便的方式是：

lua_pushcfunction(state, function_bridge_in_c);
lua_setglobal(state, "func");

接著就可以在lua程式中使用它（如下）

func()

當然，我們也可以把許多橋樑函數包裝在一起：

lua_newtable(state);

lua_pushstring(state, "func1");
lua_pushcfunction(state, function_bridge_in_c_1);
lua_settable(state, -3);

lua_pushstring(state, "func2");
lua_pushcfunction(state, function_bridge_in_c_2);
lua_settable(state, -3);

//...

lua_setglobal(state, "bundle");

那就可以在lua程式中這樣子：

bundle.func1()
bundle.func2()

或

bundle["func1"]()
bundle["func2"]()