KRTSt内嵌Lua脚本

news2024/12/23 6:49:21

KRTSt内嵌Lua脚本

Lua 简介

Lua是一门强大、高效、轻量、可嵌入的脚本语言。它支持多种编程架构：过程编程、面向对象编程（OOP）、函数式编程、数据驱动编程及数据描述。

Lua结合了简洁的过程语法和强大的数据描述结构（基于关联数组和可扩展语义）。Lua使用动态类型，运行时内部通过寄存器式虚拟机（register-based VM）来执行解释字节码，有自动内存管理和分代GC机制，是配置、编写脚本和原型设计的理想选择。

Lua是作为一个C语言编写的库实现的，其被标准C/C++所兼容。Lua的发行版本中包括一个独立程序（就叫 lua），它就是由Lua库所实现，作为一个完整独立的编译/解释器，也可以用于交互式使用或批量执行。Lua志在成为一门强大轻量可嵌入在任何需要的地方的脚本语言，并且是强力但轻便高效的独立语言。

作为扩展语言，Lua没有 主程序 的概念，它通常是 嵌入 到宿主程序中使用，宿主程序也被称为 被嵌入程序 或简称 宿主 （通常宿主程序指上边说到的独立程序lua）。宿主程序可以调用函数来执行一段Lua代码，可以写入或读取Lua变量，也可以注册C函数供Lua代码调用。通过使用C函数，可以在相同的语法框架下来自定义编程语言，从而使得Lua能够应用于广泛的领域。

Lua官网
Lua中文参考手册

功能简介

KRTS内核中内嵌Lua解释器和编译器执行Lua脚本您需要了解KRTS任务处理的相关知识，我们假设您已经学习了相关知识。本实例主要实现的功能是内核成调用Lua脚本执行和Lua脚本调用内核函数并运行；

在这里插入图片描述

工程构建

  • 构建KRTS任务程序（请查阅KRTS任务）

  • 下载Lua源码解压并加入项目中 （Lua 5.4.7源码）

  • 在这里插入图片描述

  • 移植Lua程序，将lua源码文件除了lua.c和luac.c之外，加入到内核工程即可，我是用CMake构建的项目，下面是简单的示例

set(LUA_LIST
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lapi.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lapi.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lauxlib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lauxlib.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lbaselib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lcode.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lcode.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lcorolib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lctype.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lctype.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldblib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldebug.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldebug.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldo.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldo.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ldump.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lfunc.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lfunc.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lgc.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lgc.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/linit.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/liolib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ljumptab.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/llex.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/llex.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/llimits.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lmathlib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lmem.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lmem.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/loadlib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lobject.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lobject.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lopcodes.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lopcodes.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lopnames.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/loslib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lparser.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lparser.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lprefix.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lstate.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lstate.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lstring.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lstring.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lstrlib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ltable.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ltable.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ltablib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ltm.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/ltm.h
        #../3rdparty/lua-5.4.7/lua.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lua.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lua.hpp
        #../3rdparty/lua-5.4.7/luac.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/luaconf.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lualib.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lundump.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lundump.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lutf8lib.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lvm.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lvm.h
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lzio.c
        ../3rdparty/lua-5.4.7/lzio.h
)

add_library(${PROJECT_NAME} SHARED
        kernel.cpp
        ${LUA_LIST}
)

核心代码

内核代码

  • kernel.cpp
/**************************************
 *
 *           内核层入口
 *
 *************************************/

#include "Base/SharedData.h"
#include "Business/TaskHandle.h"

SharedData *kernel_data_ptr_ {nullptr};         // 全局数据指针
KSHandle kernel_shared_data_handle_ {NULL};     // 共享数据句柄

// Task处理回调
KSError __stdcall TaskCallback(void * /*pArgs*/, void * /*pContext*/);

// KRTS资源初始化
extern "C" KSError __declspec(dllexport) __stdcall InitFunction(void *pArgs, void * /*pContext*/)
{
    KS_printK("InitFunction called!\n");
    // 获取全局数据指针
    kernel_data_ptr_ = static_cast<SharedData *>(pArgs);

    // 设置任务专用的CPU
    error = KS_setTargetProcessor(kernel_data_ptr_->task_cpu,KSF_NO_FLAGS);
    if (error != KS_OK) { KS_printK("KS_setTargetProcessor failed!\n"); }

    error = KS_createCallBack(&kernel_data_ptr_->task_callback_handle, TaskCallback, nullptr, KSF_DIRECT_EXEC | KSF_SAVE_FPU, 0);
    if (error != KS_OK) { return error; }

    error = KS_setTaskStackSize(0x100000, KSF_NO_FLAGS);
    if (error != KS_OK) { return error; }

    error = KS_createTask(&kernel_data_ptr_->task_handle, kernel_data_ptr_->task_callback_handle, 172, KSF_CUSTOM_STACK_SIZE);
    if (error != KS_OK) { return error; }
    return KS_OK;
}

// KRTS资源析构
extern "C" KSError __declspec(dllexport) __stdcall ExitFunction(void * /*pArgs*/, void * /*pContext*/)
{
    KS_printK("ExitFunction called!\n");
    if (kernel_data_ptr_ == nullptr)
    {
        return KSERROR_FUNCTION_NOT_AVAILABLE;
    }

    // 向任务发出终止信号。
    kernel_data_ptr_->abort = 1;
    
    if (kernel_data_ptr_->task_handle != NULL)
    {
        KS_removeTask(kernel_data_ptr_->task_handle);
    }

    if (kernel_data_ptr_->task_callback_handle != NULL)
    {
        KS_removeCallBack(kernel_data_ptr_->task_callback_handle);
    }

    return KS_OK;
}

// 这是实时任务将运行的函数，并对执行 Task 操作。只有实时任务才应调用 Task 函数。
KSError __stdcall TaskCallback(void * /*pArgs*/, void * /*pContext*/)
{
    // 处理循环，此循环仅在发出中止信号时停止。
    while (true)
    {
        // 等待停止的通知。
        if (kernel_data_ptr_->abort != 0) { break; }

        // Todo 处理 lua
        if (kernel_data_ptr_->script_run_status)
        {
            TaskHandle::OnLuaScript();
            kernel_data_ptr_->script_run_status = false;
        }

        KS_sleepTask(REFRESH_TIME*10*1000);
    }
    return KS_OK;
}


#pragma pack(push, 8)
#include <windows.h>
#pragma pack(pop)

BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hInstDll, DWORD reason, LPVOID pReserved)
{
    return TRUE;
}

Lua 交互

  • TaskHandle.h
/*****************************************
*
*    lua内核处理
*
*****************************************/

#ifndef TASKHANDLE_H
#define TASKHANDLE_H

class TaskHandle
{
public:
    TaskHandle();
    ~TaskHandle();

    //lua 脚本执行
    static void OnLuaScript();

};

#endif //TASKHANDLE_H
  • TaskHandle.cpp
#include "TaskHandle.h"
#include "Base/SharedData.h"

#pragma pack(push, 8)
extern  "C"
{
#include "lua.h"
#include "lauxlib.h"
#include "lualib.h"
}
#include <iostream>
#pragma pack(pop)

// 方法一 ：函数注册
static int FunctionTest(lua_State *lua_state)
{
    // 获取参数个数
    const int count = lua_gettop(lua_state);
    int value {};
    for (int i = 0; i <= count; i++)
    {
        // 获取参数类型
        const int type = lua_type(lua_state, i);
        // 获取参数值
        value = lua_tonumber(lua_state, i);

        // 输出
        printf("index:%d, type:%d, value:%d\n", i, type, value);
    }
    lua_pushnumber(lua_state, value);
    return 1;
}

// 方法二：模块注册
static int FunctionModule(lua_State *lua_state)
{
    // 获取参数个数
    const int count = lua_gettop(lua_state);
    double avg {},sum{};
    for (int i = 0; i <= count; i++)
    {
        // 获取参数类型
        const int type = lua_type(lua_state, i);
        // 获取参数值
        const double value = lua_tonumber(lua_state, i);
        printf("index:%d, type:%d, value:%f\n", i, type, value);
        sum += value;
    }
    avg = sum / count;

    // 返回参数压入栈中
    lua_pushnumber(lua_state, avg);
    lua_pushnumber(lua_state, sum);
    // 返回的参数个数
    return 2;
}

// 列出需要注册的函数数组
static const luaL_Reg KRTS_FunctionModule[] =
{
    {"FunctionModule", FunctionModule},
    {nullptr, nullptr}
};

// 将所有函数放到表并压入栈中
int CreateLibs(lua_State *lua_state)
{
    // 创建一个表
    luaL_newlib(lua_state, KRTS_FunctionModule);
    return 1;
}

// 注册模块
static const luaL_Reg RegisterModule[] = {
    { "base", luaopen_base },   // 基础库
    { "KRTS", CreateLibs },     //自定义的模块名字：KRTS
    { nullptr, nullptr}
};


TaskHandle::TaskHandle()
{

}

TaskHandle::~TaskHandle() = default;

void TaskHandle::OnLuaScript()
{
    try
    {
        // 初始化
        lua_State *lua_state = luaL_newstate();
        // 加载lua库
        luaL_openlibs(lua_state);

        /****************************************************
         *    方法一： 以函数的形式注册C++普通函数提供给Lua使用
         *    C++方法： FunctionTest
         *    lua脚本：
         *             val = FunctionTest(10)
         *             print("The value is ", val)
         ****************************************************/

        /* 注册C++函数 */
        lua_register(lua_state, "FunctionTest", FunctionTest);

        /*****************************************************
        *    方法二： 以模块的方式注册C++普通函数提供给Lua使用
        *    C++模块： KRTS
        *       函数： FunctionModule
        *    lua脚本：
        *             avg,sum = KRTS.FunctionModule(1,2)
        *             print("The sum is ", sum)
        *             print("The avg is ", avg)
        *****************************************************/
        for (const luaL_Reg* lua_reg = RegisterModule; lua_reg->func; ++lua_reg)
        {
            luaL_requiref(lua_state, lua_reg->name, lua_reg->func, 1);
            lua_pop(lua_state, 1);
        }

        //luaL_dostring(lua_state, "print('hello lua')");
        // 执行lua文件
        luaL_dofile(lua_state, LUA_FILE_NAME);
        lua_close(lua_state);
    }
    catch (...)
    {
        printf("lua error\n");
    }
}

运行结果

index:0, type:4, value:0.000000
index:1, type:3, value:1.000000
index:2, type:3, value:2.000000
The sum is      3.0
The avg is      1.5
--------------------------------
index:0, type:4, value:0
index:1, type:3, value:10
The value is    10.0
--------------------------------

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