单片机实现简易版shell的方法和原理

发布时间：2020-12-15 23:02:57 所属栏目：安全来源：网络整理

导读：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

　　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

 1 #include "stdio.h"
 2 #include "string.h"
 3 #include "ExternFunc.h"
 4 #include "stm32f4xx_hal.h"
 5 
 6 #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
 7 
 8 void show(int i);  9 void showcircle(char ch,int r);  10 
 11 static int ExternFunc_Find(char* funcname);  12 static void ExternFunc_list(void);  13 static void ExternFunc_SocReset(void);  14 static unsigned char matchString(const char* str1,const char* str2);  15 
 16 const CALLFUNCTIONTABLE functable[] =
 17 {  18  EXPOTRFUNC(LIST,ExternFunc_list,函数列表), 19  EXPOTRFUNC(RST,ExternFunc_SocReset,芯片软件复位), 20     EXPOTRFUNC(circle,showcircle,%c %d,串口显示一个圆), 21     EXPOTRFUNC(九九乘法表,show,%d,%d乘法表)  22 };  23 //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)
 24 void simplefunction(char* str,unsigned int sum,float dee,char ch)  25 {  26     
 27     printf("接收到的字符串是:%s,n
 28 接收到的字符是: %c n 29 接受到的数字是 %dn 30 接收到的小数是 %f __ n ",str,ch,sum,dee);
 31 }  32 
 33 void showcircle(char ch,int r)  34 {  35     for(int i = 1; i<=(2*r); i++)  36  {  37         for(int j = 1; j<(2*r); j++)  38  {  39             if(((i-r)*(i-r)+(j-r)*(j-r))<=(r*r))  40                 printf("%c ",ch);  41             else
 42                 printf("%c ",‘ ‘);  43  }  44         printf("n");  45  }  46 }  47 
 48 void show(int i)  49 {  50     for(int qq = 1;qq<= i;qq++)  51  {  52         for(int j = 1;j<=qq;j++)  53  {  54             printf("%dx%d=%2d ",j,qq,j*qq);  55  }  56         printf("n");  57  }  58 }  59 //以上是示例的测试函数  60 
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 85 //以下是真正的实现函数  86 
 87 //找到对应函数的 函数指针 返回数组号  88 // 输入: "circle * 16" return 2
 89 static int ExternFunc_Find(char* funcname)  90 {  91     int size = sizeof(functable)/sizeof(functable[0]);  92     for(int i = 0; i<size; i++)  93  {  94         if(matchString(funcname,functable[i].FuncName) == 0)  95             return i;  96  }  97     return -1;  98 }  99 
100 
101 //因为需要兼容字符串,所以需要二维数组 最多可以传参字符串长度为 (100-1)*4
102 static void* args[7][100] = {0}; 103 
104 //外部调用函数,传入字符串自动找到对应函数 并执行.(不会打印返回值)
105 void ExternFunc_excute(char* str) 106 { 107     char* ptemp; 108     char ch; 109     ptemp = strstr(str," "); 110     if(ptemp == NULL) 111  { 112         ptemp = str+strlen(str); 113         ch = *ptemp; 114  } 115     else
116  { 117         ch = ‘‘; 118         *ptemp = ‘‘; 119         ptemp++; 120  } 121 
122 
123 
124     
125     int loc = ExternFunc_Find(str); //寻找函数
126     if(loc == -1) 127  { 128         printf("%s are not findn the function list :n",str); 129  ExternFunc_list(); 130         return ; 131  } 132 
133     if(ch != ‘‘) 134         *ptemp = ch; 135     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]); 136     
137     //为兼容 可以输入字符串而做出的妥协
138     int i = 0; 139     ptemp = (char*)functable[loc].fmt; 140     for(i = 0;i<7;i++) 141  { 142         if((ptemp=strstr(ptemp,"%")) !=NULL) 143  { 144             
145             if(*(++ptemp) == ‘s‘) 146                 args[i][0] = &args[i][1]; 147             else               
148                 args[i][0] = args[i][1]; 149         }else break; 150  } 151     if(i!= success) 152  { 153         printf("Err: 函数%s 参数应该为%d个,但只有%dn",functable[loc].FuncName,i,success); 154         return ; 155  } 156     //调用真正的函数 
157     functable[loc].func(args[0][0],args[1][0],args[2][0],args[3][0],args[4][0],args[5][0],args[6][0]); 158 } 159 
160 
161 void ExternFunc_list(void) 162 { 163     static char isfirstPrint = 0; 164     
165     int size = sizeof(functable)/sizeof(functable[0]); 166         printf("QuickComplet:"); 167         for(int i = 0;i<size;i++) 168  { 169             printf(""%s"",functable[i].FuncName); 170             if(i != (size-1)) 171                 printf(","); 172  } 173     printf("nn*---------------------------------------------------------n"); 174     for(int i = 0; i<size; i++) 175  { 176         printf(" | %s(%s);%30sn",functable[i].FuncName,functable[i].fmt,functable[i].Introduction); 177         if(i != size-1) 178             printf(" |--------------------------------------------------------n"); 179  } 180     printf("*---------------------------------------------------------n"); 181 } 182 
183 
184 
185 
186 static void ExternFunc_SocReset(void) 187 { 188     
189     __set_FAULTMASK(1);//关闭所有中断
190     NVIC_SystemReset();//复位
191 } 192 
193 
194 static unsigned char matchString(const char* str1,const char* str2) 195 { 196     char* ptemp1 = (char*) str1; 197     char* ptemp2 = (char*) str2; 198     while(*ptemp1 != ‘‘ || *ptemp2 != ‘‘) 199  { 200 #if MATCH_CASE_ENABLE==0        
201         if(((*ptemp1-*ptemp2) == (‘A‘-‘a‘) || (*ptemp1-*ptemp2) == (‘a‘-‘A‘))&& 
202             (*ptemp1>= ‘A‘ && *ptemp1<= ‘z‘ && *ptemp2>= ‘A‘ && *ptemp2<= ‘z‘)) 203  { 204             ptemp1++; 205             ptemp2++; 206         }else if(*ptemp1 != *ptemp2) return 1; 207 #else
208         if(*ptemp1 != *ptemp2) return 1; 209 #endif
210             
211         else 
212  { 213             ptemp1++; 214             ptemp2++; 215  } 216  } 217     if(*ptemp1 == ‘‘&& *ptemp2 == ‘‘) 218         return 0; 219     else
220         return 0xFF; 221 }

View Code

ExternFunc.h

 1 #ifndef EXTERNFUNC_H_INCLUDED  2 #define EXTERNFUNC_H_INCLUDED
 3 
 4 #include "stdio.h"
 5 #include "string.h"
 6 
 7 typedef struct
 8 {  9     const char * FuncName; 10     void *( (*func)(void* args,...)); 11     const char * fmt; 12     const char * Introduction; 13 } CALLFUNCTIONTABLE; 14 
15 #define EXPOTRFUNC(NAME,FUNC,FTM,INTRO) {#NAME,(void *(*)(void* args,...))FUNC,#FTM,#INTRO}
16 
17 extern const CALLFUNCTIONTABLE functable[]; 18 
19 void ExternFunc_excute(char* str); 20 
21 
22 #endif // EXTERNFUNC_H_INCLUDED

View Code

　　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,...));

　　强制转换称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

 1 char buff [100];  2 char *string = "hello world";  3 int a = 10;  4 sprintf(buff,"a = %d string = %s",a,string);  5 
 6 printf("%s",buff);  //buff: "a = 10 string = hello world"
 7 
 8 char ssbuff[100] = "%d %s";  9 int b; 10 char sstring[50]; 11 sscanf(ssbuff,"10 HelloWorld",&b,sstring); 12 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

（编辑：李大同）

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