单片机实现简易版shell的方法和原理
Rt-thread 中有一个完整的finsh(shell )系统,使用串口做命令行输入输出.但是想要用这个炫酷的工具就必须要上rtthread系统,或者花大力气将其移植出来.于是我就自己写了一个类似于这样的插件.只需要把一对.c/.h文件加入到你的工程,就可以实现这个简易版的shell.
git: https://github.com/KimAlittleStar/ExternFunc
ExternFunc.c
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "ExternFunc.h"
#include "stm32f4xx_hal.h"
#define MATCH_CASE_ENABLE 0 //函数调用名称大小写是否敏感 1表示敏感 0 表示不敏感
void show(int i);
void showcircle(char ch,int r);
static int ExternFunc_Find(char* funcname);
static void ExternFunc_list(void);
static void ExternFunc_SocReset(void);
static unsigned char matchString(const char* str1,const char* str2);
const CALLFUNCTIONTABLE functable[] =
{
EXPOTRFUNC(LIST,ExternFunc_list, ,函数列表),
EXPOTRFUNC(RST,ExternFunc_SocReset,,芯片软件复位),
EXPOTRFUNC(circle,showcircle,%c %d,串口显示一个圆),
EXPOTRFUNC(九九乘法表,show,%d,%d乘法表)
};
//EXPOTRFUNC( 函数别名命令行调用的名字 |真正的函数名 | 函数传参的格式字符串 |这个函数的简介)
void simplefunction(char* str,unsigned int sum,float dee,char ch)
{
printf("接收到的字符串是:%s,\n\
接收到的字符是: %c \n\
接受到的数字是 %d\n\
接收到的小数是 %f __ \n ",str,ch,sum,dee);
}
void showcircle(char ch,int r)
{
for(int i = 1; i<=(2*r); i++)
{
for(int j = 1; j<(2*r); j++)
{
if(((i-r)*(i-r)+(j-r)*(j-r))<=(r*r))
printf("%c ",ch);
else
printf("%c ",' ');
}
printf("\n");
}
}
void show(int i)
{
for(int qq = 1;qq<= i;qq++)
{
for(int j = 1;j<=qq;j++)
{
printf("%dx%d=%2d ",j,qq,j*qq);
}
printf("\n");
}
}
//---------以上示例函数可删除----------------------
//----------------------------------------------------------真正的实现函数--------------
static int ExternFunc_Find(char* funcname)
{
int size = sizeof(functable)/sizeof(functable[0]);
for(int i = 0; i<size; i++)
{
if(matchString(funcname,functable[i].FuncName) == 0)
return i;
}
return -1;
}
static void* args[7][100] = {0};
void ExternFunc_excute(char* str)
{
char* ptemp;
char ch;
ptemp = strstr(str," ");
if(ptemp == NULL)
{
ptemp = str+strlen(str);
ch = *ptemp;
}
else
{
ch = '\0';
*ptemp = '\0';
ptemp++;
}
int loc = ExternFunc_Find(str); //寻找函数
if(loc == -1)
{
printf("%s are not find\n the function list :\n",str);
ExternFunc_list();
return ;
}
if(ch != '\0')
*ptemp = ch;
int success = sscanf(ptemp,functable[loc].fmt,&args[0][1],&args[1][1],&args[2][1],&args[3][1],&args[4][1],&args[5][1]);
//为兼容 可以输入字符串而做出的妥协
int i = 0;
ptemp = (char*)functable[loc].fmt;
for(i = 0;i<7;i++)
{
if((ptemp=strstr(ptemp,"%")) !=NULL)
{
if(*(++ptemp) == 's')
args[i][0] = &args[i][1];
else if(*ptemp == 'f')
{
args[i][0] = args[i][1];
}else
args[i][0] = args[i][1];
}else break;
}
if(i!= success)
{
printf("Err: 函数%s 参数应该为%d个,但只有%d\n",functable[loc].FuncName,i,success);
return ;
}
//调用真正的函数
functable[loc].func(args[0][0],args[1][0],args[2][0],args[3][0],args[4][0],args[5][0],args[6][0]);
}
void ExternFunc_list(void)
{
static char isfirstPrint = 0;
int size = sizeof(functable)/sizeof(functable[0]);
printf("QuickComplet:");
for(int i = 0;i<size;i++)
{
printf("\"%s\"",functable[i].FuncName);
if(i != (size-1))
printf(",");
}
printf("\n\n*---------------------------------------------------------\n");
for(int i = 0; i<size; i++)
{
printf(" | %s(%s);%30s\n",functable[i].FuncName,functable[i].fmt,functable[i].Introduction);
if(i != size-1)
printf(" |--------------------------------------------------------\n");
}
printf("*---------------------------------------------------------\n");
}
static void ExternFunc_SocReset(void)
{
__set_FAULTMASK(1);//关闭所有中断
NVIC_SystemReset();//复位
}
static unsigned char matchString(const char* str1,const char* str2)
{
char* ptemp1 = (char*) str1;
char* ptemp2 = (char*) str2;
while(*ptemp1 != '\0' || *ptemp2 != '\0')
{
#if MATCH_CASE_ENABLE==0
if(((*ptemp1-*ptemp2) == ('A'-'a') || (*ptemp1-*ptemp2) == ('a'-'A'))&&
(*ptemp1>= 'A' && *ptemp1<= 'z' && *ptemp2>= 'A' && *ptemp2<= 'z'))
{
ptemp1++;
ptemp2++;
}else if(*ptemp1 != *ptemp2) return 1;
#else
if(*ptemp1 != *ptemp2) return 1;
#endif
else
{
ptemp1++;
ptemp2++;
}
}
if(*ptemp1 == '\0'&& *ptemp2 == '\0')
return 0;
else
return 0xFF;
}
ExternFunc.h
#ifndef EXTERNFUNC_H_INCLUDED
#define EXTERNFUNC_H_INCLUDED
#include "stdio.h"
#include "string.h"
typedef struct
{
const char * FuncName;
void *( (*func)(void* args,...));
const char * fmt;
const char * Introduction;
} CALLFUNCTIONTABLE;
#define EXPOTRFUNC(NAME,FUNC,FTM,INTRO) {#NAME,(void *(*)(void* args,...))FUNC,#FTM,#INTRO}
extern const CALLFUNCTIONTABLE functable[];
void ExternFunc_excute(char* str);
#endif // EXTERNFUNC_H_INCLUDED
里面内置了两个函数 一个LIST函数和 RST
LIST 指令是打印出当前所有的可以调用的函数信息
RST 是复位单片机(Cortex M0.3.4.7 系列可用) 主要原理:禁止所有中断 ,人为触发复位中断.
其他函数可以删除.
原理:
函数传参的值以第一个参数的地址基准,依次向后偏移,可变参数的值获取方式也是这么做的.那么我们只需要把相应的值摆列排放到指定位置即可.
实现的关键在于一个函数指针:
void *( (*func)(void* args,...));
强制转换成 上述指针函数后可以传入不定参数,以适应不同函数,不同个传参值 ,不同的传参类型.
我们知道函数指针是指向函数的,里面存放的是函数的跳转地址.那么使用函数指针就是把某个函数的跳转地址存进来,等到 PC寄存器读取到之后,自动跳转到指定函数.上面这个函数指针指向一个什么函数呢?指向返回值为空类型指针 , 传参为 (void * args ,…) 格式的函数.而 printf 的函数原型 int printf(const char* str , … ) ; 这个" … " 代表可变参数.所以我们才可以同时 printf 多个值,同时 还带有 "… "的函数有哪些呢: sprintf ,scanf ,sscanf. 可能 sscanf 和 sprintf 大家见得不多.这里给大家示例一下怎么使用.大家就知道是什么功能了
char buff [100];
char *string = "hello world";
int a = 10;
sprintf(buff,"a = %d string = %s",a,string);
printf("%s",buff); //buff: "a = 10 string = hello world"
char ssbuff[100] = "%d %s";
int b;
char sstring[50];
sscanf(ssbuff,"10 HelloWorld",&b,sstring);
printf(" b = %d sstring = %s",b ,sstring); //b = 10 sstring = "HelloWorld"
实现原理参考文末跳转链接
根据这个原理.当我们把函数 void show(int a ,int b); 强制转换为 void* show(void* a,…) 只要我们在 调用show() 的时候 只传送两个参数即可.如果你传入了其他参数,那么会有影响嘛,会有,会影响到函数里面的其他的局部变量的值.但是我们做好局部变量值的初始化的话,就没关系啦,
怎么做到 对应的函数 传对应的值 ? 在functable 中需要输入 %c %d 就是对于输入格式的限定.同时在sscanf 中会返回转换一个int 表示成功转换数; 例如%d %c 正常的话会返回2 那么我只要检测 他返回的和我检测到的%号 的个数不匹配.那么我就报错,个数不匹配.
通过 使用 sscanf 将字符串转化为对应格式.灌入指定的函数中,就可以执行响应函数啦.
不过这么做有风险吗? 有 ,因为是强制类型转换,对于类型检查不严格(就没有类型检查) .可能会出现奇奇怪怪的现象. 同时 因为 float 是使用2进制的科学计数法在内存中存储. long long 类型和 double 是64 位宽,而我们的void* 是32位宽.所以 double 类型 long long 类型 float 类型 带有这三类的传参函数 和自定义的struct类型 参数值都会不正常.
printf 原理:http://www.cnblogs.com/ThatsMyTiger/p/6924462.html