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STM32上的Lua

你好！

有时，您想在微控制器上快速尝试一些事情，编写一个小的想法原型。如您所知，出于这些目的，脚本语言非常适合。在本文中，我想告诉您如何使用Embox 在STM32上运行Lua解释器（标准而不是eLua）。为了演示，我们使用luasocket库通过网络使LED闪烁，并且还可以使用http进行操作。



Lua是一种脚本编程语言，其解释器非常轻巧，可以轻松集成到其他项目中，并具有免费的MIT许可证。长期以来，我们一直对该语言感兴趣，因此在Embox中，qemu i386上支持Lua。并且由于解释器是轻量级的并且与POSIX兼容，因此提出了以与其他库（例如Pjsip，OpenCV，Qt）相同的方式启动Lua的想法。

我会立即注意到，由于我们将从luasocket支持入手，因此我们将选择不选择stm32f4-discovery（1 MB闪存，192 KB RAM），而是选择更多内容-stm32f7-discovery（1 MB闪存，320 KB RAM和其他SDRAM）。同时，毫无疑问，没有网络支持的Lua基本版本可以轻松地从stm32f4开始（请参见下文）。

首先，让我们准备一个简单的示例-计算第n个斐波那契数：

function fib(n)
    if n < 3 then
        return 1
    else
        return fib(n - 1) + fib(n - 2)
    end
end

print("fib(7) = " .. fib(7))

让我们先在Linux下启动它，看看它占用了多少内存。然后，我们将其原封不动地转移到Embox。首先，下载新鲜的lua。我下载了5.3.5，并将其编译为“ make linux”。但是实际上，出于我们的目的，您可以将其从存储库中放入。接下来，运行我们的fib.lua：

$ valgrind --tool=massif --massif-out-file=fib.massif lua fib.lua
$ ms_print fib.massif > fib.out

现在，您可以查看fib.out并发现堆中已分配的最大内存量约为30 Kb。当然，在这里我不会说这是最小大小。例如，在“ RAM的要求”部分的文章中，给出的要求要少得多，但仅在打开Lua机器时才给出。但是无论如何，30 Kb看起来令人鼓舞-我们有320 Kb。

现在为Embox构建arm / stm32f746g-discovery-lua模板：

$ make confload-arm/stm32f746g-discovery-lua
$ make -j $(nproc)

按照我们的Wiki指示，在主板上构建固件/ base / bin / embox，然后运行：

embox> lua fib.lua 
fib(7) = 13

太好了，一切都和Linux完全一样（不足为奇：））。

让任务复杂化，但是现在几乎所有地方都需要网络。在Internet上的某个地方发送HTTP / GET请求。为此，您需要luasocket库。然后，我没有开始从源代码中收集内容，而是使用了现成的软件包（“ sudo apt-get install lua-socket”）。

要发送HTTP请求，请使用以下简单示例：

local http = require("socket.http")

if not arg or not arg[1] then
    print("lua http_request.lua <url>")
    os.exit(0)
end

local body, code = http.request(arg[1])
print(code)
print(body)

os.exit(code == 200)

同样，可以在Linux上检查所有内容：

lua http_request.lua http://example.com

将返回代码200和页面内容。让我们从内存中看一下。如果再次运行valgrind，则可以看到堆上的峰值内存消耗已增加到242 Kb。因此，在这里我终于发现，如果没有其他优化，stm32f4将不适合。似乎可以使用stm32f7-速度为320 Kb，但是考虑到仍然有一个带文件系统和网络的OS，我决定使用一堆外部SDRAM进行修改。

我们在RAM中打开（在配置中已经包含了）通常的堆，并在SDRAM中打开另一个堆。

    include embox.mem.static_heap(heap_size=0x10000)
    include embox.mem.fixed_heap(heap_size=0x40000, heap_start=0x60000000)

我们检查stm32f7-discovery，它的工作方式类似于Linux。

最后，让我们“远程”闪烁LED。

local socket = require("socket")

port = arg[1] or 1027
udp = assert(socket.udp())
assert(udp:setsockname('*', port))
print("Lua UDP server started on port " .. port .. "...")
while 1 do
    cmd, ip, port = assert(udp:receivefrom())
    print("Execute '" .. cmd .. "' from " .. ip .. ":" .. port)
    os.execute(cmd)
end

在这里，我们只是从指定端口获取UDP数据，并将其传递给os.execute（）。作为要执行的命令，我们将从客户端发送一个pin命令。这是Embox中控制GPIO的简单命令-例如，对于stm32f7-disco，您需要执行“ pin gpioi 1 toggle”，这意味着将第一行更改为GPIOI。

luasocket的一个标准示例将作为客户端：

echoclnt.lua
-----------------------------------------------------------------------------
-- UDP sample: echo protocol client
-- LuaSocket sample files
-- Author: Diego Nehab
-----------------------------------------------------------------------------
local socket = require("socket")

host = "localhost"
port = 1027
if arg then
    host = arg[1] or host
    port = arg[2] or port
end

udp = assert(socket.udp())
assert(udp:setpeername(host, port))
print("Using remote host '" ..host.. "' and port " .. port .. "...")
while 1 do
    line = io.read()
    if not line or line == "" then os.exit() end
    assert(udp:send(line))
end


与往常一样，首先在Linux上进行检查。Valgrind显示，堆上的峰值内存消耗约为70 Kb，这比使用Fibonacci（30 Kb）的情况要多2倍，但比使用HTTP的示例（242 Kb）少得多。

立即演示在Embox上启动的示例。

在Linux上：

$ lua echoclnt.lua 192.168.0.128 1027
Using remote host '192.168.0.128' and port 1027...
pin gpioi 1 toggle
pin gpioi 1 toggle

在Embox上：

embox>                                                   
embox>lua udp_server.lua                                                        
Lua UDP server started on port 1027...
Execute 'pin gpioi 1 toggle' from 192.168.0.102:34300
Execute 'pin gpioi 1 toggle' from 192.168.0.102:34300

结论


我们设法在stm32f7-discovery上运行Lua + luasocket。在他们的帮助下，通过网络远程闪烁LED。而且事实证明它很简单，因为如开头所述，脚本语言可以节省原型开发时间。

我还想指出，有一个这样的eLua项目可以在没有操作系统的裸机上运行。但是他有一些细微差别。首先，网络支持有限：不存在UDP，并且文档说网络目前“正在进行中”。其次，我找不到对任何stm'ku类型F3，F4（仅F1）的支持。通常，您必须同意，使用受到广泛支持的项目会更加有用，在这方面，elua当然不如主要项目。

本文中描述的所有示例都在我们的存储库中。

Embox还具有其他脚本语言-python（tinipy），Ruby（mruby），Tcl。但是，这超出了本文的范围：)

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