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智能命令行設(shè)計及其在SOPC系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者: 時間:2011-04-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

行是計算機中最重要的組件之一。它可以幫助開發(fā)人員更方便的控制。在調(diào)試過程中,可以讓開發(fā)人員隨時變更測試方法。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/150890.htm


FPGA的成本越來越低,F(xiàn)PGA上的嵌入式)也得越來越廣泛。但是相對其他成熟的計算機體系,系統(tǒng)現(xiàn)在還沒有行。為了更好的推廣,筆者開發(fā)了一個行模塊,可以調(diào)用系統(tǒng)中的任意函數(shù),降低了開發(fā)人員的使用難度。在最小配置時,它只有大約1000行代碼,占用14KB存儲容量,可以放在完全由FPGA片內(nèi)資源構(gòu)成的計算機系統(tǒng)中。它的結(jié)構(gòu)也具有很好的擴展性,開發(fā)人員可以結(jié)合自己的需求,輕松添加命令,豐富它的特性。

命令行框架
1 總體
好的命令行要具有擴展性,開發(fā)人員能輕松添加自己的命令;也要傻瓜化,簡單易于使用。


為了達到這兩個目的,可采用編譯器創(chuàng)建的數(shù)組作為命令的總索引數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。為每條命令創(chuàng)建一個變量,指定它放在一個命令行專用的段中;其中用段“shell_cmd_tab”存放用戶主動創(chuàng)建的命令;用段“shell_cmd_tab_auto”存放系統(tǒng)中所有全局函數(shù)。創(chuàng)建變量只需調(diào)用宏SHELL_CMD_DECL,提供命令名、命令說明和函數(shù)名即可。這樣就可以實現(xiàn)C語言函數(shù)、變量、段、內(nèi)存區(qū)域的自動映射過程。


命令的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下。


typedef struct _ncommand_t {
const char *name;
const char *descr;
shell_st_call cfunc;
} ncommand_t;


為了簡化命令的創(chuàng)建,定義下面這個宏來創(chuàng)建命令。
#define SHELL_CMD_DECL(name, usage, func) ncommand_t _shell_cmd_tab_##func _attribute_ ( (section( “.shell_cmd_tab”) ) )={ name, usage, func }; // small memory version
創(chuàng)建命令的實例如下:SHELL_CMD_DECL(“dump”, “Shows a memory dump”, hexdump);


2 連接腳本
在連接腳本里指定段的位置是簡化命令行使用流程的關(guān)鍵。GCC使用PROVIDE定義變量。筆者使用PROVIDE定義了各個段的起始地址和結(jié)束地址,從而可以在代碼中使用段地址查詢到所有命令。在編譯器使用的連接腳本中添加如下行定義函數(shù)表。


.shell :
{
PROVIDE (__ram_shell_start = ABSOLUTE(.));
. = ALIGN(32 / 8);
PROVIDE (__ram_shell_cmd_tab_begin = ABSOLUTE(.));
*(.shell_cmd_tab .shell_cmd_tab.*)
PROVIDE (__ram_shell_cmd_tab_end = ABSOLUTE(.));
PROVIDE (__ram_shell_cmd_tab_auto_begin = ABSOLUTE(.));
*(.shell_cmd_tab_auto .shell_cmd_tab_auto.*)
PROVIDE (__ram_shell_cmd_tab_auto_end = ABSOLUTE(.));
*(.shell .shell.*)
. = ALIGN(32 / 8);
PROVIDE (__ram_shell_end = ABSOLUTE(.));
} > ddr_sdram


3 動態(tài)函數(shù)表創(chuàng)建
由工具自動根據(jù)系統(tǒng)中的全局函數(shù)創(chuàng)建的命令被稱為自動命令。自動命令使用戶可以在命令行中調(diào)用任意普通函數(shù),即使開發(fā)人員沒有聲明這些函數(shù)為命令。自動命令也需要一個數(shù)組包含系統(tǒng)中所有全局函數(shù)的信息,這個表為動態(tài)函數(shù)表。使用一個腳本根據(jù)系統(tǒng)的可執(zhí)行文件自動生成動態(tài)函數(shù)表。要先編譯軟件,生成可執(zhí)行文件;再調(diào)用腳本創(chuàng)建動態(tài)函數(shù)表;最后再編譯出包含動態(tài)函數(shù)表的可執(zhí)行文件。


在腳本中先使用GNU的nm工具從可執(zhí)行文件導出所有全局符號,再使用grep提取出包括函數(shù)名的行,接著使用cut刪除函數(shù)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入一個C源代碼文件,交給編譯器編譯,就能得到一個動態(tài)函數(shù)表。


4 自動命令參數(shù)個數(shù)
為了便于開發(fā)人員使用,自動命令最好能適應(yīng)所有函數(shù)類型,假設(shè)都是unsigned int的函數(shù)類型。對于可以成功轉(zhuǎn)化為unsigned int類型整數(shù)的參數(shù),將真實的值傳遞給函數(shù);對于其他參數(shù),則將參數(shù)作為一個字符串傳遞給函數(shù)。


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