由于物联网（IoT）的兴起，对硬件进行编程变得越来越普遍。RT-Thread 可以让你可以用 FinSH 从 Linux 命令行与设备进行沟通、

RT-Thread 是一个开源的实时操作系统，用于对物联网（IoT）设备进行编程。FinSH 是 RT-Thread 的命令行组件，它提供了一套操作界面，使用户可以从命令行与设备进行沟通。它主要用于调试或查看系统信息。

通常情况下，开发调试使用硬件调试器和 printf 日志来显示。但在某些情况下，这两种方法并不是很有用，因为它是从运行的内容中抽象出来的，而且它们可能很难解析。不过 RT-Thread 是一个多线程系统，当你想知道一个正在运行的线程的状态，或者手动控制系统的当前状态时，这很有帮助。因为它是多线程的，所以你能够拥有一个交互式的 shell，你可以直接在设备上输入命令、调用函数来获取你需要的信息，或者控制程序的行为。如果你只习惯于 Linux 或 BSD 等现代操作系统，这在你看来可能很普通，但对于硬件黑客来说，这是极其奢侈的，远超将串行电缆直接连线到电路板上以获取一丝错误的做法。

FinSH 有两种模式。

• C 语言解释器模式，称为 c-style。
• 传统的命令行模式，称为 msh（模块 shell）。

在 C 语言解释器模式下，FinSH 可以解析执行大部分 C 语言的表达式，并使用函数调用访问系统上的函数和全局变量。它还可以从命令行创建变量。

在 msh 模式下，FinSH 的操作与 Bash 等传统 shell 类似。

GNU 命令标准

当我们在开发 FinSH 时，我们了解到，在编写命令行应用程序之前，你需要熟悉 GNU 命令行标准。这个标准实践的框架有助于给界面带入熟悉感，这有助于开发人员在使用时感到舒适和高效。

一个完整的 GNU 命令主要由四个部分组成。

1. 命令名（可执行文件）：命令行程序的名称；
2. 子命令：命令程序的子函数名称。
3. 选项：子命令函数的配置选项。
4. 参数：子命令函数配置选项的相应参数。

你可以在任何命令中看到这一点。以 Git 为例：

1. git reset --hard HEAD~1

这一点可以分解为：

GNU command line standards

可执行的命令是 git，子命令是 reset，使用的选项是 --head，参数是 HEAD~1。

再举个例子：

1. systemctl enable --now firewalld

可执行的命令是 systemctl，子命令是 enable，选项是 --now，参数是 firewalld。

想象一下，你想用 RT-Thread 编写一个符合 GNU 标准的命令行程序。FinSH 拥有你所需要的一切，并且会按照预期运行你的代码。更棒的是，你可以依靠这种合规性，让你可以自信地移植你最喜欢的 Linux 程序。

编写一个优雅的命令行程序

下面是一个 RT-Thread 运行命令的例子，RT-Thread 开发人员每天都在使用这个命令：

1. usage: env.py package [-h] [--force-update] [--update] [--list] [--wizard]
2.                       [--upgrade] [--printenv]
3.  
4. optional arguments:
5.   -h, --help      show this help message and exit
6.   --force-update  force update and clean packages, install or remove the
7.                   packages by your settings in menuconfig
8.   --update        update packages, install or remove the packages by your
9.                   settings in menuconfig
10.   --list          list target packages
11.   --wizard        create a new package with wizard
12.   --upgrade       upgrade local packages list and ENV scripts from git repo
13.   --printenv      print environmental variables to check

正如你所看到的那样，它看起来很熟悉，行为就像你可能已经在 Linux 或 BSD 上运行的大多数 POSIX 应用程序一样。当使用不正确或不充分的语法时，它会提供帮助，它支持长选项和短选项。这种通用的用户界面对于任何使用过 Unix 终端的人来说都是熟悉的。

选项种类

选项的种类很多，按长短可分为两大类。

1. 短选项：由一个连字符加一个字母组成，如 pkgs -h 中的 -h 选项。
2. 长选项：由两个连字符加上单词或字母组成，例如，scons- --target-mdk5 中的 --target 选项。

你可以把这些选项分为三类，由它们是否有参数来决定。

1. 没有参数：该选项后面不能有参数。
2. 参数必选：选项后面必须有参数。
3. 参数可选：选项后可以有参数，但不是必需的。

正如你对大多数 Linux 命令的期望，FinSH 的选项解析非常灵活。它可以根据空格或等号作为定界符来区分一个选项和一个参数，或者仅仅通过提取选项本身并假设后面的内容是参数（换句话说，完全没有定界符）。

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

使用 optparse

如果你曾经写过命令行程序，你可能会知道，一般来说，你所选择的语言有一个叫做 optparse 的库或模块。它是提供给程序员的，所以作为命令的一部分输入的选项（比如 -v 或 --verbose）可以与命令的其他部分进行解析。这可以帮助你的代码从一个子命令或参数中获取一个选项。

当为 FinSH 编写一个命令时，optparse 包希望使用这种格式：

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

你可以使用长形式或短形式，或者同时使用两种形式来实现选项。例如：

1. static struct optparse_long long_opts[] =
2. {
3.     {"help"        , 'h', OPTPARSE_NONE}, // Long command: help, corresponding to short command h, without arguments.
4.     {"force-update",  0 , OPTPARSE_NONE}, // Long comman: force-update, without arguments
5.     {"update"      ,  0 , OPTPARSE_NONE},
6.     {"list"        ,  0 , OPTPARSE_NONE},
7.     {"wizard"      ,  0 , OPTPARSE_NONE},
8.     {"upgrade"     ,  0 , OPTPARSE_NONE},
9.     {"printenv"    ,  0 , OPTPARSE_NONE},
10.     { NULL         ,  0 , OPTPARSE_NONE}
11. };

创建完选项后，写出每个选项及其参数的命令和说明：

1. static void usage(void)
2. {
3.     rt_kprintf("usage: env.py package [-h] [--force-update] [--update] [--list] [--wizard]\n");
4.     rt_kprintf("                      [--upgrade] [--printenv]\n\n");
5.     rt_kprintf("optional arguments:\n");
6.     rt_kprintf("  -h, --help      show this help message and exit\n");
7.     rt_kprintf("  --force-update  force update and clean packages, install or remove the\n");
8.     rt_kprintf("                  packages by your settings in menuconfig\n");
9.     rt_kprintf("  --update        update packages, install or remove the packages by your\n");
10.     rt_kprintf("                  settings in menuconfig\n");
11.     rt_kprintf("  --list          list target packages\n");
12.     rt_kprintf("  --wizard        create a new package with wizard\n");
13.     rt_kprintf("  --upgrade       upgrade local packages list and ENV scripts from git repo\n");
14.     rt_kprintf("  --printenv      print environmental variables to check\n");
15. }

下一步是解析。虽然你还没有实现它的功能，但解析后的代码框架是一样的：

1. int pkgs(int argc, char **argv)
2. {
3. int ch;
4. int option_index;
5. struct optparse options;
6.  
7. if(argc == 1)
8. {
9. usage();
10. return RT_EOK;
11. }
12.  
13. optparse_init(&options, argv);
14. while((ch = optparse_long(&options, long_opts, &option_index)) != -1)
15. {
16. ch = ch;
17.  
18. rt_kprintf("\n");
19. rt_kprintf("optopt = %c\n", options.optopt);
20. rt_kprintf("optarg = %s\n", options.optarg);
21. rt_kprintf("optind = %d\n", options.optind);
22. rt_kprintf("option_index = %d\n", option_index);
23. }
24. rt_kprintf("\n");
25.  
26. return RT_EOK;
27. }

这里是函数头文件：

1. #include "optparse.h"
2. #include "finsh.h"

然后，编译并下载到设备上。

Output

硬件黑客

对硬件进行编程似乎很吓人，但随着物联网的发展，它变得越来越普遍。并不是所有的东西都可以或者应该在树莓派上运行，但在 RT-Thread，FinSH 可以让你保持熟悉的 Linux 感觉。

如果你对在裸机上编码感到好奇，不妨试试 RT-Thread。

via: https://opensource.com/article/20/9/hardware-command-line