awtk/docs/fscript.md

# fscript 脚本引擎

## 1. 介绍

fscript 是一个极简的脚本引擎，借鉴了函数语言中一些思路，主要用于低端嵌入式系统，让用户轻松扩展现有系统，而不需要重新编译和下载固件。

* 特色：
  * 小内存。最低开销小于 400 字节。
  * 小巧。核心代码 1000 行，扩展函数 700 行。
  * 灵活。支持多条语句、函数嵌套调用和变量定义。
  * 强大。超过 60 个内置函数，支持条件语句和循环语句，支持复杂的表达式，支持用 C 语言扩展函数。

> 如果不需要数学函数，可以定义 AWTK_LITE 宏。

> keil -O1 编译结果：

```  
      Code (inc. data)   RO Data    RW Data    ZI Data      Debug   Object Name
      7108        134       1051          0          0      27871   fscript.o
```

* 限制：
  * 不支持函数定义。

## 2. 示例

```c
print("hello fscript")
```

在 PC 上测试运行：

```
./bin/runFScript 'print("hello fscript")'
```

## 3. 语法

### 数据类型

* 浮点数类型 (double)。
* 整数类型 (int32)。支持十进制、二进制和十六进制。
* 字符串类型 (string)。UTF-8 字符串，用英文双引号扩起来。
* 布尔类型 (bool)。标准取值为：true 和 false，非 0 的数值视为 true。

### 函数调用

```
print(0xff)
print(100)
print(0b1010)
print("hello fscript")
print("hello", 123)
```

> 函数之间可以用空格、换行和英文分号分隔。

### 定义变量

```
set(a, 123)
```

### 获取变量

```
a
```

### 函数嵌套调用

```
print(join(",", 1, 2, 3))
print(join(",", +(1, 2), -(5, 2), *(2, 3), /(9, 3)))
```

### 条件执行

```
if(false, print("a"), print("b"))
```

```
if(true, print("a"), print("b"))
```

### 循环执行

```
set(a, 0)
while(a < 10, print(a), set(a, a+1))
```

### 表达式

#### 支持的操作符

* 四则运算：+ - * / %
* 逻辑运算: || && !
* 位运算：| & ~
* 比较运算：< <= > >= == 
* 条件运算: (p) ? a : b

> 对于加法运算(+)，参数中有字符串时，进行字符串连接。

#### 示例

```
set(a, 10);
set(b, 20);
```

```
a<b
1+2
1-2
1*2
1/2
3%2
a||b
a&&b
a|b
a&b
!a
~a
a<b
a<=b
a>b
a>=b
(1+2)*(2+3)
(1+2)*(2+3)
sin(a) + sin(b)
a<b ? print(a) : print(b)
set(a, a+1)
set(a, a+b)
"abc" + "123"
```

## 4. 函数

### 4.1 基本函数 

####  comment

> 注释
----------------------------

##### 原型

```
#(comment)
```

#### 示例

```
#(this is a comment)
```

####  print

> 打印调试信息到控制台。
----------------------------

##### 原型

```
print(str)
```

#### 示例

```
print("hello fscript")
print("hello", "fscript")
print(1)
print(true)

set(a, 100)
set(b, 200)
print(a+b)
print(join(",", a, b))
```

#### noop

> 空函数。什么也不做，主要给 if 函数用。
----------------------------

##### 原型

```
noop()
```

#### if

> 条件执行。如果第一个参数为 true，执行第二个参数，否则执行第三个参数。
----------------------------

##### 原型

```
if(p, s1, s2)
```

#### 示例

```
set(a, 1)
if(<(a, 0), print(" a < 0"), print("a >= 0"))
```

#### while

> 循环执行。如果第一个参数为 true，循环执行后面参数的各个语句，直到第一个参数返回 false 为止。
----------------------------

##### 原型

```
while(p, s1, ...)
```

#### 示例

```
set(a, 0)
while(a < 10, print(a), set(a, a+1))
```

```
set(a, 0)
set(b, 0)
while(a < 10, print(a, ",", b), set(b, b+a), set(a, a+1))
```

#### set

> 设置变量的值。

----------------------------

##### 原型

```
set(var, value)
```

#### 示例

```
set(a, 1)
```

#### unset

> 清除变量。

----------------------------

##### 原型

```
unset(var)
```

#### 示例

```
unset(a)
```

#### int

> 转换为整数类型。

----------------------------

##### 原型

```
int(var)
```

#### 示例

```
int("123")
```

#### i8

> 转换为 int8_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
i8(var)
```

#### 示例

```
i8("123")
```

#### i16

> 转换为 int16_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
i16(var)
```

#### 示例

```
i16("123")
```

#### i32

> 转换为 int32_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
i32(var)
```

#### 示例

```
i32("123")
```

#### u8

> 转换为 unt8_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
u8(var)
```

#### 示例

```
u8("123")
```

#### u16

> 转换为 unt16_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
u16(var)
```

#### 示例

```
u16("123")
```

#### u32

> 转换为 unt32_t 类型。

----------------------------

##### 原型

```
u32(var)
```

#### 示例

```
u32("123")
```

#### f32

> 转换为单精度类型。

----------------------------

##### 原型

```
f32(var)
```

#### 示例

```
f32("123")
```
#### float

> 转换为浮点数类型。
----------------------------

##### 原型

```
float(var)
```

#### 示例

```
float("123")
```

#### str

> 转换为字符串类型。
----------------------------

##### 原型

```
str(var)
```

#### 示例

```
str(int(123))
```

#### iformat

> 对整数进行格式化（生成的字符串长度不超过 63)
----------------------------

##### 原型

```
iformat(format, value)
```

#### 示例

```
iformat("hello:%d", 123)
```

#### fformat

> 对浮点数进行格式化（生成的字符串长度不超过 63)
----------------------------

##### 原型

```
fformat(format, value)
```

#### 示例

```
fformat("hello:%lf", 123)
```

#### exec

> 执行 object 里的一个命令。
----------------------------

##### 原型

```
exec(cmd, arg)
```

#### 示例

```
exec("clear", "all")
```

> 具体功能与 object 的实现有关。

### 4.2 字符串函数

#### join

> 将多个变量用指定的分隔符拼接起来（最多 7 个字符串），形成一个字符串。

----------------------------

##### 原型

```
join(seperator, s1, s2, s3...)
```

#### 示例

```
join(",", 1, 2, 3, "abc")
```

#### len

> 取字符串的长度。

----------------------------

##### 原型

```
len(str)
```

#### 示例

```
len("abc")
```

#### toupper

> 将字符串转换成大写。

----------------------------

##### 原型

```
toupper(str)
```

#### 示例

```
touppper("abc")
```

#### tolower

> 将字符串转换成小写。

----------------------------

##### 原型

```
tolower(str)
```

#### 示例

```
tolower("ABC")
```

#### trim

> 将字符串转换成小写。
----------------------------

##### 原型

```
trim(str)
```

#### 示例

```
trm("  abc  ")
```

#### substr

> 取子字符串。
----------------------------

##### 原型

```
substr(str, from, len)
```

#### 示例

```
substr("abcd", 1, 2)
```

#### replace

> 替换子字符串。
----------------------------

##### 原型

```
replace(str, old, new)
```

#### 示例

```
replace("ab cd", "ab", "hello")
```

#### contains

> 检查是否包含指定的子字符串。
----------------------------

##### 原型

```
contains(str, substr)
```

#### 示例

```
contains("ab cd", "ab")
```

### 4.3 运算函数

#### sum

> 对多个数值类型的参数求和。
----------------------------

##### 原型

```
sum(n1,n2...)
+(n1,n2...)
```

#### 示例

```
print(sum(1, 2, 3))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(sum(1, 2, 3))'
```

输出：

```
6.000000
```

#### sub

> 计算两个数之差。
----------------------------

##### 原型

```
sub(n1,n2)
或
-(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(sub(2, 1))
print(-(2, 1))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(sub(2, 1))'
```

输出：

```
1.000000
```

#### mul

> 计算两个数之积。
----------------------------

##### 原型

```
mul(n1,n2)
或
*(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(mul(2, 1))
print(*(2, 1))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(mul(2, 1))'
```

输出：

```
2.000000
```

#### div

> 计算两个数之商。
----------------------------

##### 原型

```
div(n1,n2)
或
/(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(div(2, 1))
print(/(2, 1))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(div(2, 1))'
```

输出：

```
2.000000
```

#### %

> 计算两个数的模。
----------------------------

##### 原型

```
%(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(%(23, 7))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(%(23, 7))'
```

输出：

```
2.000000
```
    
#### and

> 逻辑与运算。
----------------------------

##### 原型

```
and(n1,n2)
&&(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(&&(true, false))
print(&&(true, true))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(and(true, true))'
```

输出：

```
true
```

#### or

> 逻辑或运算。
----------------------------

##### 原型

```
or(n1,n2)
||(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(and(true, false))
print(||(true, true))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(or(true, false))'
```

输出：

```
true
```

#### not

> 逻辑非运算。
----------------------------

##### 原型

```
not(n1)
!(n1)
```

#### 示例

```
print(not(true))
print(!(false))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(not(false))'
```

输出：

```
true
```

#### &

> 位与运算。
----------------------------

##### 原型

```
&(n1,n2)
```

#### 示例

```
print(&(1, 1))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(&(1, 2))'
```

输出：

```
0
```

#### |

> 位或运算。
----------------------------

##### 原型

```
|(1,2)
```

#### 示例

```
print(|(1, 2))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(|(1, 2))'
```

输出：

```
3
```

#### ~

> 按位取反运算。
----------------------------

##### 原型

```
~(n1)
```

#### 示例

```
print(~(1))
```

运行：

```
./bin/runFScript 'print(iformat("0x%x", ~(1)))'
```

输出：

```
0xfffffffe
```

### 比较函数

> 支持字符串比较。

#### <
----------------------------

> 小于。

##### 原型

```
<(a,b)
less(a,b)
a<b
```

#### <=

> 小于等于。
----------------------------

##### 原型

```
<=(a,b)
le(a,b)
a<=b
```

#### >

> 大于。
----------------------------

##### 原型

```
>(a,b)
great(a,b)
a>b
```

#### >=

> 大于等于。
----------------------------

##### 原型

```
>=(a,b)
ge(a,b)
a>=b
```

#### ==

> 等于。
----------------------------

##### 原型

```
==(a,b)
eq(a,b)
a==b
```

#### !=

> 不等于。
----------------------------

##### 原型

```
!=(a,b)
a != b
```

### 4.4 数学函数

#### random 

> 产生随机数。
----------------------------

##### 原型

```
random()
random(min, max)
```

#### round 

> 四舍五入。
----------------------------

##### 原型

```
round(v)
```

#### 示例

```
round(4.5)
```

#### floor 

> 返回小于等于指定数值的最大整数。
----------------------------

##### 原型

```
floor(v)
```

#### 示例

```
floor(4.5)
```

#### ceil 

> 返回大于等于指定数值的最小整数。
----------------------------

##### 原型

```
ceil(v)
```

#### 示例

```
ceil(4.5)
```

#### sin 

> sin 函数。
----------------------------

##### 原型

```
sin(a)
```

#### 示例

```
sin(0)
```

#### cos 

> cos 函数。
----------------------------

##### 原型

```
cos(a)
```

#### 示例

```
cos(0)
```

#### tan 

> tan 函数。
----------------------------

##### 原型

```
tan(a)
```

#### 示例

```
tan(1)
```

#### asin 

> asin 函数。
----------------------------

##### 原型

```
asin(a)
```

#### 示例

```
asin(1)
```

#### acos 

> acos 函数。
----------------------------

##### 原型

```
acos(a)
```

#### 示例

```
acos(1)
```

#### atan 

> atan 函数。
----------------------------

##### 原型

```
atan(a)
```

#### 示例

```
atan(1)
```

#### abs 

> abs 函数。
----------------------------

##### 原型

```
abs(a)
```

#### 示例

```
abs(1)
```

#### min 

> min 函数。
----------------------------

##### 原型

```
min(a, b)
```

#### max 

> max 函数。
----------------------------

##### 原型

```
max(a, b)
```

#### 示例

```
max(1, 2)
```

#### 示例

```
min(1, 2)
```

#### clamp 

> clamp 函数。
----------------------------

##### 原型

```
clamp(a, min, max)
```

#### 示例

```
clamp(2, 1, 3)
```

### 4.5 时间函数

#### time_now 

> 获取当前时间函数 (s)。
----------------------------

##### 原型

```
time\_now()
```

#### 示例

```
time_now()
```

#### time\_now\_ms 

> 获取当前时间函数 (ms)。
----------------------------

##### 原型

```
time_now_ms()
```

#### 示例

```
time\_now\_ms()
```

#### time_now_us 

> 获取当前时间函数 (us)。
----------------------------

##### 原型

```
time_now_us()
```

#### 示例

```
time_now_us()
```

### 5. 自定义函数

#### 5.1 定义函数

```c
static ret_t func_foo(object_t* obj, fscript_args_t* args, value_t* v) {
  value_set_int(v, 123);

  return RET_OK;
}
```

#### 5.2 注册和使用私有函数

```c
  value_t v;
  object_t* obj = object_default_create();
  object_set_prop_pointer(obj, "function.foo", (void*)func_foo);

  fscript_eval(obj, "foo()", &v);
  value_reset(&v);

  OBJECT_UNREF(obj);
```

#### 5.3 注册全局函数

* 初始化时调用

```
fscript_register_func("foo", func_foo);

```

#### 5.1 定义私有函数

### 6. 性能测量与优化

runFScript 的第二个参数可以指定运行次数，方便测量某个函数的运行时间。

比如：

```
./bin/runFScript '123+234' 100000
```

通常设置变量和获取变量相对来说比较费时，为此 fscript 提供了 4 个寄存器变量：a,b,c,d。如果需要临时保存计算结果，优先使用寄存器变量。

比如：

```
 ./bin/runFScript 'set(a, 2); set(b, 3); print(a+b)'
```