LUA移植到STM32F4，移植REPL，通过RTT Viewer交互

概述

站内移植LUA多数是使用C函数调用LUA，并没有移植REPL交互端口
本文将REPL也移植进去，做了简单的适配

LUA源码使用标准C库函数，如fgets，fwrite等，在嵌入式环境中要使用fgets，fwrite等C库函数，需要做的工作就是重定向。

本文重定向了STDIN和STDOUT数据流到J-Link RTT Viewer，可以通过 RTT Viewer向LUA虚拟机进行交互。

环境

MCU：STM32F407, 192KB RAM, 1MFLASH。建议运行平台至少有256KBRAM，256KB的FLASH，否则加载lib的时候会爆内存或者FLASH。
KEIL：527
编译器：AC6

准备工程

从https://www.lua.org/download.html网站下载LUA源码，在KEIL中新建一个LUA文件夹，将所有文件添加到里面。luac.c不要添加进去，这个文件是用来编译lua脚本的，我们不需要。

准备SEGGER RTT打印相关文件

新建一个空文件syscall.c，后面的C库系统调用函数我们会写入到此文件中。

处理好所有文件的头文件，包含路径问题。

对接C库系统调用函数

以下函数的编写参考了如下资源

• <rt_sys.h>文件定义了函数头文件，里面还有函数功能和返回值的描述
• Arm® C and C++ Libraries and Floating-Point Support User Guide：一些函数描述

主要实现了

• 关闭半主机模式
• _sys_open：打开文件，返回STDIN，STDOUT，STDERR的文件描述符，，普通文件流不处理
• _sys_write：写文件，向STDOUT写入的数据流流向SEGGER RTT，普通文件流不处理
• _sys_read：读文件，SEGGER RTT读取的数据流向STDIN，普通文件流不处理、
• _sys_istty：判断文件描述符是否为终端
• time：事件相关的函数，对接的是hal_gettick,返回系统上电运行了多少ms

#include <rt_sys.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>#include "SEGGER_RTT.h"
#include "main.h"//关闭半主机模式
/********************************************************************************/
#if defined(__clang__)__asm(".global __use_no_semihosting\n\t");
#elif defined(__CC_ARM)#pragma import(__use_no_semihosting)
#endif#define STDOUT      0x00000001
#define STDIN       0x00000002
#define STDERR      0x00000003 const char __stdin_name[]  = "STDIN";
const char __stdout_name[] = "STDOUT";
const char __stderr_name[] = "STDERR";FILEHANDLE _sys_open(const char *pcFile, int openmode)
{if(0 == strncmp(pcFile, __stdin_name,  strlen(__stdin_name)))  return STDIN;if(0 == strncmp(pcFile, __stdout_name, strlen(__stdout_name))) return STDOUT;if(0 == strncmp(pcFile, __stderr_name, strlen(__stderr_name))) return STDERR;//pcFile    :文件路径//openmode  :文件打开模式//返回值    :文件描述符return 0;
}int _sys_close(FILEHANDLE fh)
{return 0;
}int _sys_write(FILEHANDLE fh, const unsigned char * buf, unsigned len, int mode)
{if (fh == STDOUT){SEGGER_RTT_Write(0, (const char*)buf, len);		return 0;}return 0;
}int _sys_read(FILEHANDLE fh, unsigned char * buf, unsigned len, int mode)
{
//读取一行数据，回车结束。读取完毕之后在字符串末尾添加结束符static int count_p = 0;if (fh == STDIN){count_p = 0;buf[count_p] = SEGGER_RTT_WaitKey();while(buf[count_p] != '\n'){count_p++;buf[count_p] = SEGGER_RTT_WaitKey();}buf[count_p + 1] = '\0';return 0;}return 0;  //EOF
}void _ttywrch(int ch)
{fputc(ch, stdout); // stdoutfflush(stdout);
}int _sys_istty(FILEHANDLE fh)
{return (fh==STDIN || fh==STDOUT || fh==STDERR);  
}int _sys_seek(FILEHANDLE fh, long pos)
{return 0;    
}int _sys_ensure(FILEHANDLE fh)
{return 0;    
}long _sys_flen(FILEHANDLE fh)
{return 0;    
}int _sys_tmpnam(char * name, int sig, unsigned maxlen)
{return 0;
}void _sys_exit(int returncode)   /* never returns */
{
}char *_sys_command_string(char * cmd, int len)
{return 0;    
}
int remove(const char *filename)
{return 0;    
}
int system(const char *string)
{return 0;     
}
int rename(const char *old, const char *new)
{return 0;
}
time_t time(time_t *timer)
{return HAL_GetTick();
}
clock_t clock(void)
{return 0;  
}

修改LUA源码

LUA源码中操作行数据使用fgets和puts，这个函数我的对接始终有问题，这里更改为fread和fwrite函数
在luaconf.h末尾添加如下代码

/* =================================================================== *//*
** Local configuration. You can use this space to add your redefinitions
** without modifying the main part of the file.
*/
#define LUA_MAXINPUT                128
#define lua_readline(L,b,p)         ( fread(b, 1, LUA_MAXINPUT, stdin) != 0)
#define lua_initreadline(L)         ( (void)L              )
#define lua_saveline(L,line)        { (void)L; (void)line; }
#define lua_freeline(L,b)           { (void)L; (void)b;    }#define lua_writestring(s,l)        fwrite(s, 1, l, stdout)
#define lua_writeline()             fwrite("\n", 1, 1, stdout)
#define lua_writestringerror(...)   printf(__VA_ARGS__)

lua.c中已经有一个main函数，我们需要将这个main函数改名为lua_main，在keil中的main函数调用lua_main来启动LUA

int lua_main (int argc, char **argv) {	//修改函数名int status, result;lua_State *L = luaL_newstate();  /* create state */if (L == NULL) {l_message(argv[0], "cannot create state: not enough memory");return EXIT_FAILURE;}lua_gc(L, LUA_GCSTOP);  /* stop GC while building state */lua_pushcfunction(L, &pmain);  /* to call 'pmain' in protected mode */lua_pushinteger(L, argc);  /* 1st argument */lua_pushlightuserdata(L, argv); /* 2nd argument */status = lua_pcall(L, 2, 1, 0);  /* do the call */result = lua_toboolean(L, -1);  /* get result */report(L, status);lua_close(L);return (result && status == LUA_OK) ? EXIT_SUCCESS : EXIT_FAILURE;
}

lua .h中增加lua_main的函数声明

int lua_main (int argc, char **argv);

启动LUA虚拟机

main函数中，增加如下代码
这里我们要给lua_main 传递两个假参数，如下

  int   fake_argc = 1;char *fake_argv = NULL;lua_main (fake_argc, &fake_argv);

启动

启动前要先配置好RTT VIEWER，复位启动即可.
测试指令如下

  < _VERSION< print("hello world")< print("abc".."666")< print("system run "..os.time().." msec")

错误指令和提示如下

  < print("system run "..XXX.time().." msec")

TODO&其他

工程参考：https://gitee.com/nwwhhh/stm32f407
TODO：对接文件函数，调用本地文件