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Heath's Blog

There is no end, it is just the beginning! - A Game Developer's Notes

Lua和C的那些事

        Lua和C是天生的好基友,語言開發者提供了一系列API,讓他們通過棧進行交流。用Lua做游戲邏輯開發有些時日了,下面主要針對Lua C API的應用進行總結。

一、擴展Lua

        Lua核心很小,主要包含一個解釋器,其他功能可以通過動態庫的形式作為插件來擴展,io、string、math、table等內置庫都是通過此方式來實現,只是他們被集成到了一個lua.dll中罷了。制作一個動態庫形式的module,需要在代碼中通過luaL_Reg數組指定lua function到c function的映射,接著實現c function,最后在luaopen_xxx(xxx為module name)注冊這個luaL_Reg。這里給出一個非常簡單的例子,它使用VC++創建一個Console DLL:

#include "lua.h"
#include "lualib.h"
#include "lauxlib.h"
#include <math.h>

int mysin (lua_State* L);

static const struct luaL_Reg mymathlib [] =
{
    { "sin" , mysin } ,
    { NULL , NULL }
};

static int mysin( lua_State* L )
{
    double d = luaL_checknumber( L , 1);
    lua_pushnumber(L , sin( d));
    return 1;
}

__declspec(dllexport) int luaopen_mymathlib(lua_State * L)
{
    luaL_register(L , "mymathlib" , mymathlib);
    return 1;
}

編譯成dll后放到lua解釋器目錄下。Lua test code:

require "mymathlib"

local a = mymathlib.sin(0.5)
print(a)

二、作為腳本系統

        Lua應用最多的領域當屬游戲開發,WOW的UI和插件讓它名聲大噪。在這種應用中,Lua作為應用程序的一個子系統,用作配置或者業務處理。在將Lua與應用集成起來時,必須用到Lua C API,根據其規范,你需要寫一系列的static函數,作為Lua與應用程序的粘合代碼。如果要在Lua使用C++對象,可將其作為userdata,為它創建一個metatable,并將粘合函數放入其中,關鍵是要讓__index指向metatable自身,這樣當Lua訪問userdata的field時,__index會引導它去搜索metatable自身,從而獲得注冊的粘合函數。

        有很多開源的粘合代碼生成器,他們都是在precompile時做了一些工作,因而不是使用macro就是template,這兩種方法的代表是toLua++和luaBind。個人更傾向使用toLua++,一方面這種方式比較直白,另一方面本人弱于使用template。在WGAME中也將原來寫得不是很好的bind代碼替換成了toLua++,目前UI和關卡邏輯重度使用了Lua,產生的bind代碼會有幾萬行,由于項目采用事件驅動的方式,在profile時看到對游戲整體性能影響非常小。luaBind大概了解過,沒有在實際項目中用過,在此就不做評論了。

        在使用toLua++時我最好奇的是它對C++關鍵特性是如何支持的。除了上面說的成員函數外,對于多態的支持,它是通過在static函數后加編號,調用時判斷參數是否對應來遍歷找到正確static函數的;對于復雜成員變量,它會自動生成get/set方法;而繼承關系,則是通過子類將父類作為metatable來實現。秉著重新發明車輪的精神,我試著寫了一個簡化的自動生成器[我在github上]。我定義了幾個關鍵字作為類與方法的導出標識:

    {module_begin = "LUACBIND_MODULE_BEGIN" , module_end = "LUACBIND_MODULE_END" , method_begin = "LUACBIND_METHOD_BEGIN" , method_end = "LUACBIND_METHOD_END"}

    util.h定義了產生bind代碼需要的宏,parser.lua對指定的.h文件進行掃描產生bind代碼,在main函數中register后,就可以在lua中使用了。

三、調試器

        Lua的C API和Debug庫提供了實現調試器的必要方法,對應了兩種實現方式:一種是Remdebug所采用的,直接用lua實現;另外一種是使用C API。不管哪種方式,使用HOOK都是必須的,但使用Lua debug庫會比C API更方便,因為不用考慮棧平衡問題。在用C API實現調試器時,可用lua_newthread創建一個coroutine,之后yield/resume/getstack/getlocal都作用它上面,breakpoint通常會采用在hook中yield的方式來實現,但不能等hook返回之后去進行棧回溯,因為traceexec根據hook mask調用對應hook函數后,如果state是為LUA_YIELD狀態,將會調用luaD_throw,最終使用longjmp導致無法進行回溯。

        利用春節值班兩天清閑時光,基于lua 5.2實現了一個命令行調試器[我在github上],目前僅有幾個簡單的功能:加載/運行lua腳本、設置/清除斷點、單步、查看簡單類型變量值,命令格式可參考README。

posted on 2013-02-12 19:17 Heath 閱讀(5055) 評論(1)  編輯 收藏 引用 所屬分類: Script Programming

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# re: Lua和C的那些事 2013-03-04 15:33 shaojingliu

綁定lua, 可以試試swig  回復  更多評論   

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