一直对脚本语言挺感兴趣的，本次就来研究一下移植lua脚本语言到MCU上。lua脚本语言以前还是很火的，在python出来之前，

它广泛应用于游戏、嵌入式系统和应用程序扩展。

首先介绍一下Lua脚本语言。Lua 是一种轻量级、高效的脚本语言，设计初衷是为了嵌入应用程序中，提供灵活的扩展和定制功能。

它主要有以下几个特点：

1，轻量级：

Lua 的核心非常小巧，编译后的解释器仅约 200KB，适合资源受限的环境。

2，高效：

Lua 的执行速度接近 C 语言，得益于其基于寄存器的虚拟机。

3，可嵌入性：

Lua 易于嵌入到 C/C++ 等宿主语言中，常用于游戏引擎、嵌入式系统等。

4，动态类型：

Lua 是动态类型语言，变量无需声明类型，类型与值绑定。

5，自动内存管理：

Lua 使用垃圾回收机制，自动管理内存。

6，简单语法：

Lua 语法简洁，学习曲线平缓。

下面介绍一下如何移植lua脚本语言到mcu上运行。

先在官网下载lua源码包，每个版本的lua源码包都有小幅度的函数更改，下载最新源码包即可。 下载地址：https://www.lua.org/download.html

解压下载的lua源码，将src文件夹复制粘贴到已有的项目工程中，新建分组LUA,并将.c添加到该分组中。

工程中要去掉lua.c和luac.c这两个文件。

接下来添加lua头文件路径。

添加 time(time_t time)和 system(const char string)。这里简单添加函数即可。主要用于实现时间获取函数。在Lua中主要用于获取时间和随机数种子。这里简单添加函数实现用于测试。

time_t time(time_t *time)
{
    return 0;
}

int system(const char * string)
{
    return 0;
}

再就是修改堆栈大小，尽可能加大一点，要不然容易HardFault。因为Lua中用到了动态内存分配。

至此实现lua移植，下面来测试lua库是否移植成功。

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下面实现lua字符串控制led闪烁，在main.c中加入头文件。

#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"

//自定义C函数

static int lua_led_on(lua_State *L)
{
    HAL_GPIO_WritePin(LED_GREEN_GPIO_Port,LED_GREEN_Pin,GPIO_PIN_RESET);
    return 0;
}
static int lua_led_off(lua_State *L)
{
    HAL_GPIO_WritePin(LED_GREEN_GPIO_Port,LED_GREEN_Pin,GPIO_PIN_SET);
    return 0;
}
static int lua_delay(lua_State *L)
{
    int num;
    num= lua_tointeger(L, 1);
    delay_ms(num);
    return 0;
}

定义一个luaL_Reg结构数组，把上面的C函数列入，并以字符串的方式命名。

static const struct luaL_Reg mylib[]=
{
  {"led_on",lua_led_on},
  {"led_off",lua_led_off},
  {"delay",lua_delay},
  {NULL,NULL}
};

编写脚本字符串，实现led闪烁10次。

const char LUA_SCRIPT_GLOBAL[] ={
    "  \
        off = 500   \
        on = 500    \
        while i=1,10  do  \
        led_on()    \
        delay(on)   \
        led_off()   \
        delay(off)  \
    end "
};

   //主函数初始化lua，并运行。

int main(void)
{
    //初始化部分

    //Lua初始化
    lua_State *L;        /* 创建Lua编译器*/
    L = luaL_newstate(); /* 建立Lua运行环境 */
    luaopen_base(L);     /* 注册基本函数 */

    luaL_setfuncs(L, mylib, 0);
    luaL_dostring(L, LUA_SCRIPT_GLOBAL); /* 运行Lua脚本 */
    while(1)
    {
    }
}

编译无错误后，将代码下载到开发板中，就可以实现led的闪烁。

下面是实现通过串口shell运行lua脚本代码：

lua_State *L;        /* 创建Lua编译器*/
uint8_t lua_buffer[256];
void Lua_Execute(lua_State *L, const char *script)
{
    if (luaL_dostring(L, script) != LUA_OK)
    {
        const char *error = lua_tostring(L, -1);
        printf("%s",error);
    }
}
void shell_lua_cmd(char argc, char *argv)
{
    uint8_t ch=0;
    uint8_t i;
    while(1)
    {
        printf(">>>");
        i=0;
        ch = 0;
        while((0x0d != ch) && (0x0a != ch))
        {
            ch = USART_GetChar();
            if(0x0d != ch)
            {
                if(0x0a != ch) lua_buffer[i++]=ch;
                else break;
            }else
            {
                lua_buffer[i++]=0;
                Lua_Execute(L,(const char *)lua_buffer);
                ch = 0;
            }
        }
    }
}
NR_SHELL_CMD_EXPORT(lua,   shell_lua_cmd,     "lua script");

通过串口简单运行lua效果：