原生模块

我们知道，在 xmake 中，可以通过 import 接口去导入一些 lua 模块在脚本域中使用，但是如果一些模块的操作比较耗时，那么 lua 实现并不是理想的选择。 因此，新版本中，我们新增了 native lua 模块的支持，可以通过 native 实现，来达到提速优化的效果，并且模块导入和使用，还是跟 lua 模块一样简单。

使用原生模块时，xmake 会进行两段编译，先会自动编译原生模块，后将模块导入 lua 作为库或二进制，而对于用户，仅仅只需要调用 import 导入即可。

定义动态库模块

动态库模块的好处是，不仅仅通过 native 实现了性能加速，另外避免了每次调用额外的子进程创建，因此更加的轻量，速度进一步得到提升。

我们可以先定义一个动态库模块，里面完全支持 lua 的所有 c API，因此我们也可以将一些第三方的开源 lua native 模块直接引入进来使用。

这里我们也有一个完整的导入 lua-cjson 模块的例子可以参考：native_module_cjson

首先，我们先实现 shared 的 native 代码，所以接口通过 lua API 导出。

./modules/foo/foo.c

#include <xmi.h>

static int c_add(lua_State* lua) {
    int a = lua_tointeger(lua, 1);
    int b = lua_tointeger(lua, 2);
    lua_pushinteger(lua, a + b);
    return 1;
}

static int c_sub(lua_State* lua) {
    int a = lua_tointeger(lua, 1);
    int b = lua_tointeger(lua, 2);
    lua_pushinteger(lua, a - b);
    return 1;
}

int luaopen(foo, lua_State* lua) {
    // 收集add和sub
    static const luaL_Reg funcs[] = {
        {"add", c_add},
        {"sub", c_sub},
        {NULL, NULL}
    };
    lua_newtable(lua);
    // 传递函数列表
    luaL_setfuncs(lua, funcs, 0);
    return 1;
}

注意到这里，我们 include 了一个 xmi.h 的接口头文件，其实我们也可以直接引入 lua.h，luaconf.h，效果是一样的，但是会提供更好的跨平台性，内部会自动处理 lua/luajit还有版本间的差异。

然后，我们配置 add_rules("modules.shared") 作为 shared native 模块来编译，不需要引入任何其他依赖。

甚至连 lua 的依赖也不需要引入，因为 xmake 主程序已经对其导出了所有的 lua 接口，可直接使用，所以整个模块是非常轻量的。

./modules/foo/xmake.lua

add_rules("mode.debug", "mode.release")

target("foo")
    -- 指定目标为库lua模块
    add_rules("module.shared")
    add_files("foo.c")

定义二进制模块

出了动态库模块，我们还提供了另外一种二进制模块的导入。它其实就是一个可执行文件，每次调用模块接口，都会去调用一次子进程。

那它有什么好处呢，尽管它没有动态库模块那么高效，但是它的模块实现更加的简单，不需要调用 lua API，仅仅只需要处理参数数据，通过 stdout 去输出返回值即可。

另外，相比二进制分发，它是通过源码分发的，因此也解决了跨平台的问题。

具体是使用动态库模块，还是二进制模块，具体看自己的需求，如果想要实现简单，可以考虑二进制模块，如果想要高效，就用动态库模块。

另外，如果需要通过并行执行来提速，也可以使用二进制模块。

./modules/bar/bar.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <cstdlib>

int main(int argc, char** argv) {
    int a = atoi(argv[1]);
    int b = atoi(argv[2]);
    printf("%d", a + b);
    return 0;
}

./modules/bar/xmake.lua

add_rules("mode.debug", "mode.release")

target("add")
    -- 指定目标为二进制lua模块
    add_rules("module.binary")
    add_files("bar.cpp")

导入原生模块

对于模块导入，我们仅仅需要调用 import，跟导入 lua 模块的用法完全一致。

./xmake.lua

add_rules("mode.debug", "mode.release")
-- 添加./modules目录内原生模块
add_moduledirs("modules")

target("test")
    set_kind("phony")
    on_load(function(target)
        import("foo", {always_build = true})
        import("bar")
        print("foo: 1 + 1 = %s", foo.add(1, 1))
        print("foo: 1 - 1 = %s", foo.sub(1, 1))
        print("bar: 1 + 1 = %s", bar.add(1, 1))
    end)

由于插件模块的构建是跟主工程完全独立的，因此，native 模块只会被构建一次，如果想要触发增量的插件编译，需要配置上 always_build = true，这样，xmake 就会每次检测插件代码是否有改动，如果有改动，会自动增量构建插件。

首次执行效果如下：

ruki-2:native_module ruki$ xmake
[ 50%]: cache compiling.release src/foo.c
[ 50%]: cache compiling.release src/bar.c
[ 75%]: linking.release libmodule_foo.dylib
[ 75%]: linking.release module_bar
[100%]: build ok, spent 1.296s
foo: 1 + 1 = 2
foo: 1 - 1 = 0
bar: 1 + 1 = 2
[100%]: build ok, spent 0.447s

第二次执行，就不会再构建插件，可以直接使用模块：

ruki-2:native_module ruki$ xmake
foo: 1 + 1 = 2
foo: 1 - 1 = 0
bar: 1 + 1 = 2
[100%]: build ok, spent 0.447s

作为 codegen 来使用

通过新的 native 模块特性，我们也可以用来实现 auto-codegen，然后根据自动生成的代码，继续执行后续编译流程。

这里也有完整的例子可以参考：autogen_shared_module。