Предисловие

Данная заметка не будет слишком уж объемной, а скорее даже наоборот, небольшой.

Достаточно продолжительное время я слежу за серией статей о языке D, публикуемой на Хабре. Ознакомившись с рядом источников, начиная от Википедии и заканчивая официальными руководствами по данному языку, пришел к выводу о целесообразности использования оного в своих научных проектах. Главный проект по докторской диссертации зашел в состояние тупика, требовал переработки (всплыл ряд механических вопросов). Переработку проекта и изучение нового для меня языка было решено совместить.

Сказано сделано — большая часть кода довольно быстро была перенесена с C/C++ на D. Не смотря на различные мнения по поводу D бытующие в среде разработчиков ПО, язык пришелся мне по вкусу.

Одна беда — в старом варианте проекта для задания параметров модели поезда и изменения логики работы без перекомпиляции использовался Lua-скриптинг. Те кто сталкивается с ним по роду деятельности знают, что существует хорошо разработанный и достаточно документированный API для разработки на C/C++.

Что касается Lua-скриптинга в D, то существует ряд проектов, например LuaD, привносящий в программы на D возможность работы с Lua. Однако LuaD рассчитан на предыдущую версию 5.1. Попадался мне проект и для 5.2 — DerelictLua, однако навскидку с «легкого пинка» завести его не удалось. При наличии времени можно разобраться, но времени как всегда нет. Пришлось напрячь мыслительные мощности и придумать более быстрое и простое решение. Если читателю интересно, что из этого вышло, добро пожаловать под кат.

1. Вызов C-функций из программы на D

Реализуется это не просто, а очень просто — в модуле D пишем прототип функции, указывая что она расположена во внешнем модуле и использует C-соглашение о вызове функций

extern(C) double my_C_func(int param1, double param2); 

Естественно, внешний модуль надо тем или иным способом скомпоновать с программой на D.

В этой связи возникла первая идея — реализовать работу с Lua на C, а прототипы прописать в модуле на D и скомпилировать всё в одну программу. Был даже переделан скрипт сборки проекта (использую SCons) таким вот образом

#-------------------------------------------------------------------- #		Project globals #-------------------------------------------------------------------- source_dir = 'src/' d_include_path = 'src/D/'  release_target_dir = 'bin/release/' debug_target_dir = 'bin/debug/'  target_name = 'train'  #-------------------------------------------------------------------- #	Release build configuration #-------------------------------------------------------------------- release_env = Environment(  	CC='gcc', 	CXX='g++', 	DMD='dmd', 	DPATH=d_include_path, 	LINK='gcc', 	 	CPPFLAGS='-O3', 	DFLAGS='-O' 	)  release_env.VariantDir(release_target_dir, 					   source_dir, 					   duplicate=0)  d_sources = Glob(release_target_dir + 'D/*.d') c_sources = Glob(release_target_dir + 'C/*.c')  c_obj = release_env.Object(c_sources) d_obj = release_env.Object(d_sources)  release_env.Program(release_target_dir + target_name, d_obj + c_obj, LIBS=['phobos2', 'lua'])  #-------------------------------------------------------------------- #	Debug build configuration #-------------------------------------------------------------------- debug_env = Environment(  	CC='gcc', 	CXX='g++', 	DMD='dmd', 	DPATH=d_include_path, 	LINK='gcc', 	 	CPPFLAGS='-g3', 	DFLAGS='-g' 	)  debug_env.VariantDir(debug_target_dir, 					 source_dir, 					 duplicate=0)  d_sources = Glob(debug_target_dir + 'D/*.d')  c_sources = Glob(debug_target_dir + 'C/*.c')  c_obj = debug_env.Object(c_sources) d_obj = debug_env.Object(d_sources)  debug_env.Program(debug_target_dir + target_name, d_obj + c_obj, LIBS=['phobos2', 'lua']) 

После успешного чтения тестового Lua-скрипта пришло понимание того, что сущностей слишком много — зачем писать модуль на C, если можно написать его на D, а необходимые функции экспортировать непосредственно из liblua.so?!? К тому же на D можно реализовать уже необходимый мне функционал, оформив его скажем в виде класса (так было сделано в предыдущей C++-версии проекта).

Вооружившись руководством к Lua 5.2 и лежащими в /usr/include/ заголовочными файлами я приступил. Первоначально была мысль экспортировать только нужные мне функции и остановится на этом. Но потом мне стало стыдно — наверняка результаты этой работы могут пригодится кому-нибудь ещё. Поэтому C API к Lua был практически полностью портирован на D.

2. D-библиотека для работы с Lua API

Результат можно скачать здесь

В архиве содержаться следующие файлы

1. lua.d — прототипы основных функций
2. lualib.d — функции для работы с библиотеками Lua
3. lauxlib.d — дополнительные функции
4. luaconf.d — описание некоторых типов и констант

Что касается последнего файла то он портирован в той части, что используется внутри остальных модулей. Эту работу ещё предстоит проделать. В остальном данная библиотека позволяет использовать интерфейс к Lua из программы на D, так, как это делается при разработке на C/C++. Перечисленные модули подключаются к проекту на D и он компонуется с библиотекой liblua.so (ключ линкера -llua, если речь идет GNU/Linux).

Реализованы все функции, описанные в Lua C API. При написании модулей все макросы в оригинальных заголовках, реализующие упрощенные вызовы базовых функций API, были заменены функциями.

Для проверки был написан крошечный скрипт на Lua

test.lua

--	Глобальная переменная целого типа nv = 2 --	Функция, вычисляющая квадрат аргумента my_number_sqr = function(x) 	return x*x end 

Для его чтения пишем такой код на D, подключая нужные библиотеки
main.d

module	main;  import	std.stdio; import	lua; import	lualib; import	lauxlib; //------------------------------------------------------------------- // //------------------------------------------------------------------- void main() { 	// Получаем состояние интерпретатора Lua и грузим все библиотеки 	lua_State *lua_state = luaL_newstate();         luaL_openlibs(lua_state);  	// Выполняем тестовый скрипт 	if (luaL_dofile(lua_state, "test.lua")) 	{ 		writeln("Error"); 	}  	// Читаем целочисленное значение          // Запоминаем вершину стека Lua 	int top = lua_gettop(lua_state);         // Кладем в стек значение nv 	lua_getglobal(lua_state, "nv");         // Снимаем полученное значение со стека 	lua_Integer tmp =  lua_tointeger(lua_state, -1);         // Восстанавливаем стек 	while (top - lua_gettop(lua_state)) 		lua_pop(lua_state, 1);  	// Вызываем функцию my_number_sqr 	top = lua_gettop(lua_state); 	lua_getglobal(lua_state, "my_number_sqr"); 	double x = 8; 	lua_pushnumber(lua_state, x); 	lua_pcall(lua_state, 1, 1, 0); 	double ret = lua_tonumber(lua_state, 01); 	while (top - lua_gettop(lua_state)) 		lua_pop(lua_state, 1);	 	         // Выводим результат 	writeln("readed integer nv = ", tmp); 	writefln("sqr(%f) = %f ", x, ret);  	lua_close(lua_state); } 

Собираем его, не забыв прилинковать liblua.so (скрипт сборки может быть и проще, но отдельно писать было лень).

#-------------------------------------------------------------------- #		Project globals #-------------------------------------------------------------------- source_dir = 'src/' d_include_path = 'src/D/'  release_target_dir = 'bin/release/'  target_name = 'test_lua_api'  #-------------------------------------------------------------------- #	Release build configuration #-------------------------------------------------------------------- release_env = Environment(  	CC='gcc', 	CXX='g++', 	DMD='dmd', 	DPATH=d_include_path, 	LINK='gcc', 	 	CPPFLAGS='-O3', 	DFLAGS='-O' 	)  release_env.VariantDir(release_target_dir, 					   source_dir, 					   duplicate=0)  d_sources = Glob(release_target_dir + 'D/*.d') d_obj = release_env.Object(d_sources)  release_env.Program(release_target_dir + target_name, d_obj, LIBS=['phobos2', 'lua']) 

имея на выходе

readed integer nv = 2 sqr(8.000000) = 64.000000  

Вместо заключения

Большинство функций пока что не тестировалось, собственно в моем проекте используется пока чтение полей таблиц и вызов Lua-функций. Для хорошей проверки данный код следует безвозмездно отдать народу, что я и делаю. Надеюсь, кому-нибудь пригодится. Благодарю за внимание к моему труду.

P.S.:

Код придется серьезно поправить. Допустим, для корректной работы со строками пришлось внести некоторые коррективы в lua_tostring(…)

string lua_tostring(lua_State *L, int idx) { 		return to!string(lua_tolstring(L, idx, null)); } 

добавив преобразование в string. Что ж, по мере использвания коррективы будут внесены