动态函数表创建 - 智能命令行在SOPC系统中的设计

　3 动态函数表创建

　　由工具自动根据系统中的全局函数创建的命令被称为自动命令。自动命令使用户可以在命令行中调用任意普通函数，即使开发人员没有声明这些函数为命令。自动命令也需要一个数组包含系统中所有全局函数的信息，这个表为动态函数表。使用一个脚本根据系统的可执行文件自动生成动态函数表。要先编译软件，生成可执行文件;再调用脚本创建动态函数表;最后再编译出包含动态函数表的可执行文件。

　　在脚本中先使用GNU的nm工具从可执行文件导出所有全局符号，再使用grep提取出包括函数名的行，接着使用cut删除函数名前的地址信息，使用sed将字符T替换为创建命令的宏SHELL_CMD_DECL_AUTO，并在行尾添加括号。最后将所有这些信息写入一个C源代码文件，交给编译器编译，就能得到一个动态函数表。

　　4 自动命令参数个数

　　为了便于开发人员使用，自动命令最好能适应所有函数类型，假设都是unsigned int的函数类型。对于可以成功转化为unsigned int类型整数的参数，将真实的值传递给函数;对于其他参数，则将参数作为一个字符串传递给函数。

　　5 字符输入

　　命令行从标准输入设备中获取字符。命令行只接受可打印的字符和特定的控制字符。如果收到了回车或者换行字符，代表用户完成了命令输入，就解析命令。解析命令前，去掉多余的空格符(0x20)，即不允许有连续的两个或多个空格符存在，命令的最后也不能有空格符。

　　6 参数解析

　　命令行模块要从用户输入的字符串中解析出命令名和参数。为命令提供与DOS和Linux类似的两个参数，argc和argv。argc表示参数的个数;argv是字符串指针的数组，最多10个字符串。argv[0]是第一个参数，argv[1]是第二个参数，如此类推。

　　7 函数解析

　　在代码中使用SHELL_CMD_DECL创建了命令列表，使用工具创建了自动命令列表。这两个表实际上都是数据结构ncommand_t的数组，其中有命令名和函数地址的信息。解析函数实际上就是根据在这两个数组中依次比较函数名。如果用户输入的命令名和数组中的命令名一致，就使用对应的函数地址。

　　8 命令执行

　　得到函数地址后，就可以执行命令对应的函数。对于主动创建的命令，使用argc和argv作为参数。对于自动命令，命令行模块先尝试将原始参数转换无符号整数。如果成功，使用无符号整数作为参数;如果不成功，则将原始参数的地址作为参数，实际上是一个字符串。

　　命令设计

　　完成总体设计后，就可以逐个添加开发需要的命令了。

　　● 帮助命令用于显示所有命令名及其用法。

　　● IO命令用来访问输入输出设备的寄存器，可以实现对外部设备的控制。

　　● 存储器命令用来显示、修改存储器的值。最基本的包括：dump命令显示指定位置的内存的值;modify命令用来修改指定内存单元的值。

　　● 用户在使用过程中，会使用很多命令。能够查询历史命令、循环执行历史命令将给用户带来很多方便。因此笔者实现了三条命令。history_show用来显示所有已经使用了的命令;history_del用来删除指定的历史命令;history_exec用来执行指定的历史命令。

　　优化处理

　　Altera提供了简化版的输出函数alt_printf来替代printf，降低了嵌入式系统的开销，笔者在命令行中也支持这个这个函数。命令行的代码中，只调用SHELL_PRINT;在头文件中，根据用户设置，SHELL_PRINT使用标准的printf或者简化的alt_printf。如果使用简化的alt_printf，这个命令行占用的内存小于14KB。

　　在SOPC系统中的应用

　　Altera为SOPC系统开发提供的集成开发环境NIOS II IDE附带了多个软件实例。在使用这些软件实例时，用户只需要选择模块，完全不用新编代码，非常简单。

　　智能命令行模块也可以作为NIOS II IDE的一个实例。先在“nios2edsexamplessoftware”目录下为命令行创建一个子目录shell_standard，再以其他软件实例的template.xml为模板创为命令行建一个template.xml文件，然后复制命令行模块的所有文件到这个目录中。这样，用户在创建工程时，直接选中智能命令行模板，就可以使用智能命令行模块了。