智能命令行在SOPC系統中的設計

　　由工具自動(dòng)根據系統中的全局函數創(chuàng )建的命令被稱(chēng)為自動(dòng)命令。自動(dòng)命令使用戶(hù)可以在命令行中調用任意普通函數，即使開(kāi)發(fā)人員沒(méi)有聲明這些函數為命令。自動(dòng)命令也需要一個(gè)數組包含系統中所有全局函數的信息，這個(gè)表為動(dòng)態(tài)函數表。使用一個(gè)腳本根據系統的可執行文件自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)函數表。要先編譯軟件，生成可執行文件;再調用腳本創(chuàng )建動(dòng)態(tài)函數表;最后再編譯出包含動(dòng)態(tài)函數表的可執行文件。

　　在腳本中先使用GNU的nm工具從可執行文件導出所有全局符號，再使用grep提取出包括函數名的行，接著(zhù)使用cut刪除函數名前的地址信息，使用sed將字符T替換為創(chuàng )建命令的宏SHELL_CMD_DECL_AUTO，并在行尾添加括號。最后將所有這些信息寫(xiě)入一個(gè)C源代碼文件，交給編譯器編譯，就能得到一個(gè)動(dòng)態(tài)函數表。

　　4 自動(dòng)命令參數個(gè)數

　　為了便于開(kāi)發(fā)人員使用，自動(dòng)命令最好能適應所有函數類(lèi)型，假設都是unsigned int的函數類(lèi)型。對于可以成功轉化為unsigned int類(lèi)型整數的參數，將真實(shí)的值傳遞給函數;對于其他參數，則將參數作為一個(gè)字符串傳遞給函數。

　　5 字符輸入

　　命令行從標準輸入設備中獲取字符。命令行只接受可打印的字符和特定的控制字符。如果收到了回車(chē)或者換行字符，代表用戶(hù)完成了命令輸入，就解析命令。解析命令前，去掉多余的空格符(0x20)，即不允許有連續的兩個(gè)或多個(gè)空格符存在，命令的最后也不能有空格符。

　　6 參數解析

　　命令行模塊要從用戶(hù)輸入的字符串中解析出命令名和參數。為命令提供與DOS和Linux類(lèi)似的兩個(gè)參數，argc和argv。argc表示參數的個(gè)數;argv是字符串指針的數組，最多10個(gè)字符串。argv[0]是第一個(gè)參數，argv[1]是第二個(gè)參數，如此類(lèi)推。

　　7 函數解析

　　在代碼中使用SHELL_CMD_DECL創(chuàng )建了命令列表，使用工具創(chuàng )建了自動(dòng)命令列表。這兩個(gè)表實(shí)際上都是數據結構ncommand_t的數組，其中有命令名和函數地址的信息。解析函數實(shí)際上就是根據在這兩個(gè)數組中依次比較函數名。如果用戶(hù)輸入的命令名和數組中的命令名一致，就使用對應的函數地址。

　　8 命令執行

　　得到函數地址后，就可以執行命令對應的函數。對于主動(dòng)創(chuàng )建的命令，使用argc和argv作為參數。對于自動(dòng)命令，命令行模塊先嘗試將原始參數轉換無(wú)符號整數。如果成功，使用無(wú)符號整數作為參數;如果不成功，則將原始參數的地址作為參數，實(shí)際上是一個(gè)字符串。

　　命令設計

　　完成總體設計后，就可以逐個(gè)添加開(kāi)發(fā)需要的命令了。

　　● 幫助命令用于顯示所有命令名及其用法。

　　● IO命令用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)輸入輸出設備的寄存器，可以實(shí)現對外部設備的控制。

　　● 存儲器命令用來(lái)顯示、修改存儲器的值。最基本的包括：dump命令顯示指定位置的內存的值;modify命令用來(lái)修改指定內存單元的值。

　　● 用戶(hù)在使用過(guò)程中，會(huì )使用很多命令。能夠查詢(xún)歷史命令、循環(huán)執行歷史命令將給用戶(hù)帶來(lái)很多方便。因此筆者實(shí)現了三條命令。history_show用來(lái)顯示所有已經(jīng)使用了的命令;history_del用來(lái)刪除指定的歷史命令;history_exec用來(lái)執行指定的歷史命令。

　　優(yōu)化處理

　　Altera提供了簡(jiǎn)化版的輸出函數alt_printf來(lái)替代printf，降低了嵌入式系統的開(kāi)銷(xiāo)，筆者在命令行中也支持這個(gè)這個(gè)函數。命令行的代碼中，只調用SHELL_PRINT;在頭文件中，根據用戶(hù)設置，SHELL_PRINT使用標準的printf或者簡(jiǎn)化的alt_printf。如果使用簡(jiǎn)化的alt_printf，這個(gè)命令行占用的內存小于14KB。

　　在SOPC系統中的應用

　　Altera為SOPC系統開(kāi)發(fā)提供的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境NIOS II IDE附帶了多個(gè)軟件實(shí)例。在使用這些軟件實(shí)例時(shí)，用戶(hù)只需要選擇模塊，完全不用新編代碼，非常簡(jiǎn)單。

　　智能命令行模塊也可以作為NIOS II IDE的一個(gè)實(shí)例。先在“nios2edsexamplessoftware”目錄下為命令行創(chuàng )建一個(gè)子目錄shell_standard，再以其他軟件實(shí)例的template.xml為模板創(chuàng )為命令行建一個(gè)template.xml文件，然后復制命令行模塊的所有文件到這個(gè)目錄中。這樣，用戶(hù)在創(chuàng )建工程時(shí)，直接選中智能命令行模板，就可以使用智能命令行模塊了。