由于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的興起，對硬件進行編程變得越來越普遍。RT-Thread 可以讓你可以用 FinSH 從 Linux 命令行與設備進行溝通。

RT-Thread 是一個開源的實時操作系統(tǒng)，用于對物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備進行編程。FinSH 是 RT-Thread 的命令行組件，它提供了一套操作界面，使用戶可以從命令行與設備進行溝通。它主要用于調(diào)試或查看系統(tǒng)信息。

通常情況下，開發(fā)調(diào)試使用硬件調(diào)試器和 printf 日志來顯示。但在某些情況下，這兩種方法并不是很有用，因為它是從運行的內(nèi)容中抽象出來的，而且它們可能很難解析。不過 RT-Thread 是一個多線程系統(tǒng)，當你想知道一個正在運行的線程的狀態(tài)，或者手動控制系統(tǒng)的當前狀態(tài)時，這很有幫助。因為它是多線程的，所以你能夠擁有一個交互式的 shell，你可以直接在設備上輸入命令、調(diào)用函數(shù)來獲取你需要的信息，或者控制程序的行為。如果你只習慣于 Linux 或 BSD 等現(xiàn)代操作系統(tǒng)，這在你看來可能很普通，但對于硬件黑客來說，這是極其奢侈的，遠超將串行電纜直接連線到電路板上以獲取一絲錯誤的做法。

FinSH 有兩種模式。

• C 語言解釋器模式，稱為 c-style。
• 傳統(tǒng)的命令行模式，稱為 msh（模塊 shell）。

在 C 語言解釋器模式下，F(xiàn)inSH 可以解析執(zhí)行大部分 C 語言的表達式，并使用函數(shù)調(diào)用訪問系統(tǒng)上的函數(shù)和全局變量。它還可以從命令行創(chuàng)建變量。

在 msh 模式下，F(xiàn)inSH 的操作與 Bash 等傳統(tǒng) shell 類似。

GNU 命令標準

當我們在開發(fā) FinSH 時，我們了解到，在編寫命令行應用程序之前，你需要熟悉 GNU 命令行標準。這個標準實踐的框架有助于給界面帶入熟悉感，這有助于開發(fā)人員在使用時感到舒適和高效。

一個完整的 GNU 命令主要由四個部分組成。

1. 命令名（可執(zhí)行文件）：命令行程序的名稱；
2. 子命令：命令程序的子函數(shù)名稱。
3. 選項：子命令函數(shù)的配置選項。
4. 參數(shù)：子命令函數(shù)配置選項的相應參數(shù)。

你可以在任何命令中看到這一點。以 Git 為例：

  
 
 
 
   
  
  
  
git reset --hard HEAD~1
  
 
 

這一點可以分解為：

GNU command line standards

可執(zhí)行的命令是 git，子命令是 reset，使用的選項是 --head，參數(shù)是 HEAD~1。

再舉個例子：

  
 
 
 
   
  
  
  
systemctl enable --now firewalld
  
 
 

可執(zhí)行的命令是 systemctl，子命令是 enable，選項是 --now，參數(shù)是 firewalld。

想象一下，你想用 RT-Thread 編寫一個符合 GNU 標準的命令行程序。FinSH 擁有你所需要的一切，并且會按照預期運行你的代碼。更棒的是，你可以依靠這種合規(guī)性，讓你可以自信地移植你最喜歡的 Linux 程序。

編寫一個優(yōu)雅的命令行程序

下面是一個 RT-Thread 運行命令的例子，RT-Thread 開發(fā)人員每天都在使用這個命令：

  
 
 
 
   
  
  
  
usage: env.py package [-h] [--force-update] [--update] [--list] [--wizard]
   
  
  
  
                      [--upgrade] [--printenv]
   
  
  
  
 
   
  
  
  
optional arguments:
   
  
  
  
  -h, --help      show this help message and exit
   
  
  
  
  --force-update  force update and clean packages, install or remove the
   
  
  
  
                  packages by your settings in menuconfig
   
  
  
  
  --update        update packages, install or remove the packages by your
   
  
  
  
                  settings in menuconfig
   
  
  
  
  --list          list target packages
   
  
  
  
  --wizard        create a new package with wizard
   
  
  
  
  --upgrade       upgrade local packages list and ENV scripts from git repo
   
  
  
  
  --printenv      print environmental variables to check
  
 
 

正如你所看到的那樣，它看起來很熟悉，行為就像你可能已經(jīng)在 Linux 或 BSD 上運行的大多數(shù) POSIX 應用程序一樣。當使用不正確或不充分的語法時，它會提供幫助，它支持長選項和短選項。這種通用的用戶界面對于任何使用過 Unix 終端的人來說都是熟悉的。

選項種類

選項的種類很多，按長短可分為兩大類。

1. 短選項：由一個連字符加一個字母組成，如 pkgs -h 中的 -h 選項。
2. 長選項：由兩個連字符加上單詞或字母組成，例如，scons- --target-mdk5 中的 --target 選項。

你可以把這些選項分為三類，由它們是否有參數(shù)來決定。

1. 沒有參數(shù)：該選項后面不能有參數(shù)。
2. 參數(shù)必選：選項后面必須有參數(shù)。
3. 參數(shù)可選：選項后可以有參數(shù)，但不是必需的。

正如你對大多數(shù) Linux 命令的期望，F(xiàn)inSH 的選項解析非常靈活。它可以根據(jù)空格或等號作為定界符來區(qū)分一個選項和一個參數(shù)，或者僅僅通過提取選項本身并假設后面的內(nèi)容是參數(shù)（換句話說，完全沒有定界符）。

• wavplay -v 50
• wavplay -v50
• wavplay --vol=50

使用 optparse

如果你曾經(jīng)寫過命令行程序，你可能會知道，一般來說，你所選擇的語言有一個叫做 optparse 的庫或模塊。它是提供給程序員的，所以作為命令的一部分輸入的選項（比如 -v 或 --verbose）可以與命令的其他部分進行解析。這可以幫助你的代碼從一個子命令或參數(shù)中獲取一個選項。

當為 FinSH 編寫一個命令時，optparse 包希望使用這種格式：

  
 
 
 
   
  
  
  
MSH_CMD_EXPORT_ALIAS(pkgs, pkgs, this is test cmd.);
  
 
 

你可以使用長形式或短形式，或者同時使用兩種形式來實現(xiàn)選項。例如：

  
 
 
 
   
  
  
  
static struct optparse_long long_opts[] =
   
  
  
  
{
   
  
  
  
    {"help"        , 'h', OPTPARSE_NONE}, // Long command: help, corresponding to short command h, without arguments.
   
  
  
  
    {"force-update",  0 , OPTPARSE_NONE}, // Long comman: force-update, without arguments
   
  
  
  
    {"update"      ,  0 , OPTPARSE_NONE},
   
  
  
  
    {"list"        ,  0 , OPTPARSE_NONE},
   
  
  
  
    {"wizard"      ,  0 , OPTPARSE_NONE},
   
  
  
  
    {"upgrade"     ,  0 , OPTPARSE_NONE},
   
  
  
  
    {"printenv"    ,  0 , OPTPARSE_NONE},
   
  
  
  
    { NULL         ,  0 , OPTPARSE_NONE}
   
  
  
  
};
  
 
 

創(chuàng)建完選項后，寫出每個選項及其參數(shù)的命令和說明：

  
 
 
 
   
  
  
  
static void usage(void)
   
  
  
  
{
   
  
  
  
    rt_kprintf("usage: env.py package [-h] [--force-update] [--update] [--list] [--wizard]\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("                      [--upgrade] [--printenv]\n\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("optional arguments:\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  -h, --help      show this help message and exit\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --force-update  force update and clean packages, install or remove the\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("                  packages by your settings in menuconfig\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --update        update packages, install or remove the packages by your\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("                  settings in menuconfig\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --list          list target packages\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --wizard        create a new package with wizard\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --upgrade       upgrade local packages list and ENV scripts from git repo\n");
   
  
  
  
    rt_kprintf("  --printenv      print environmental variables to check\n");
   
  
  
  
}
  
 
 

下一步是解析。雖然你還沒有實現(xiàn)它的功能，但解析后的代碼框架是一樣的：

  
 
 
 
   
  
  
  
int pkgs(int argc, char **argv)
   
  
  
  
{
   
  
  
  
 int ch;
   
  
  
  
 int option_index;
   
  
  
  
 struct optparse options;
   
  
  
  
 
   
  
  
  
 if(argc == 1)
   
  
  
  
 {
   
  
  
  
 usage();
   
  
  
  
 return RT_EOK;
   
  
  
  
 }
   
  
  
  
 
   
  
  
  
 optparse_init(&options, argv);
   
  
  
  
 while((ch = optparse_long(&options, long_opts, &option_index)) != -1)
   
  
  
  
 {
   
  
  
  
 ch = ch;
   
  
  
  
 
   
  
  
  
 rt_kprintf("\n");
   
  
  
  
 rt_kprintf("optopt = %c\n", options.optopt);
   
  
  
  
 rt_kprintf("optarg = %s\n", options.optarg);
   
  
  
  
 rt_kprintf("optind = %d\n", options.optind);
   
  
  
  
 rt_kprintf("option_index = %d\n", option_index);
   
  
  
  
 }
   
  
  
  
 rt_kprintf("\n");
   
  
  
  
 
   
  
  
  
 return RT_EOK;
   
  
  
  
}
  
 
 

這里是函數(shù)頭文件：

  
 
 
 
   
  
  
  
#include "optparse.h"
   
  
  
  
#include "finsh.h"
  
 
 

然后，編譯并下載到設備上。

Output

硬件黑客

對硬件進行編程似乎很嚇人，但隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，它變得越來越普遍。并不是所有的東西都可以或者應該在樹莓派上運行，但在 RT-Thread，F(xiàn)inSH 可以讓你保持熟悉的 Linux 感覺。

如果你對在裸機上編碼感到好奇，不妨試試 RT-Thread。 

當前文章：使用RT-Thread的FinSH對硬件進行編程
文章鏈接：http://uogjgqi.cn/article/cccjgie.html