nios软核cpu中架构类shell的一种解决方式

在nios中要实现一个类shell的交互系统，用户在终端可以通过命令调用系统函数。
想到linus当年在写下系统函数调用时，其实基于的思想是一样的，就是查表，每一种系统函数都对应一种中断服务号，然后通过0x80系统调用进入内核，然后查表，这里就可以找到对应的内核系统函数，回顾一下linus是怎么做到的。
就以系统函数open为例子

int open(const char * filename, int flag, ...)
{
 register int res;
 va_list arg;
 va_start(arg,flag);
 __asm__("int $0x80"
  :"=a" (res)
  :"0" (__NR_open),"b" (filename),"c" (flag),
  "d" (va_arg(arg,int)));
 if (res>=0)
  return res;
 errno = -res;
 return -1;
}

这个open函数是一个变参函数，对变参函数的研究在前面用一片博文已经讲过，不多说。
主要看着这几个重要代码

"int $0x80"
:"0" (__NR_open)

这是软件调用，__NR_open是传入的参数，是一个宏定义

#define __NR_open   5

对与0x80这个中断号，需要在找到中断向量表其对应的中断向量，
在调度初始化函数sched.c中有

set_system_gate(0x80,&system_call);

就是对应中断0x80的中断向量为system_call，所以这就是为什么大家叫0x80是系统函数调用中断号了。

看看systen_call

_system_call:
 push %ds
 push %es
 push %fs
 pushl %eax  # save the orig_eax
 pushl %edx  
 pushl %ecx  # push %ebx,%ecx,%edx as parameters
 pushl %ebx  # to the system call
 movl $0x10,%edx    # set up ds,es to kernel space
 mov %dx,%ds
 mov %dx,%es
 movl $0x17,%edx    # fs points to local data space
 mov %dx,%fs
 cmpl _NR_syscalls,%eax
 jae bad_sys_call
 call _sys_call_table(,%eax,4)
 pushl %eax

看重要的几句代码

cmpl _NR_syscalls,%eax 
call _sys_call_table(,%eax,4) 

第一句对比传进来的参数，以确定需要调用什么系统函数
第二句调用相应的系统函数

fn_ptr sys_call_table[] = { sys_setup, sys_exit, sys_fork, sys_read,
sys_write, sys_open, sys_close, sys_waitpid, sys_creat, sys_link,
sys_unlink, sys_execve, sys_chdir, sys_time, sys_mknod, sys_chmod,
sys_chown, sys_break, sys_stat, sys_lseek, sys_getpid, sys_mount,
sys_umount, sys_setuid, sys_getuid, sys_stime, sys_ptrace, sys_alarm,
sys_fstat, sys_pause, sys_utime, sys_stty, sys_gtty, sys_access,
sys_nice, sys_ftime, sys_sync, sys_kill, sys_rename, sys_mkdir,
sys_rmdir, sys_dup, sys_pipe, sys_times, sys_prof, sys_brk, sys_setgid,
sys_getgid, sys_signal, sys_geteuid, sys_getegid, sys_acct, sys_phys,
sys_lock, sys_ioctl, sys_fcntl, sys_mpx, sys_setpgid, sys_ulimit,
sys_uname, sys_umask, sys_chroot, sys_ustat, sys_dup2, sys_getppid,
sys_getpgrp, sys_setsid, sys_sigaction, sys_sgetmask, sys_ssetmask,
sys_setreuid,sys_setregid, sys_sigsuspend, sys_sigpending, sys_sethostname,
sys_setrlimit, sys_getrlimit, sys_getrusage, sys_gettimeofday, 
sys_settimeofday, sys_getgroups, sys_setgroups, sys_select, sys_symlink,
sys_lstat, sys_readlink, sys_uselib };

这其实是一个数组，其中typedef int (*fn_ptr)();
所以是函数指针数组，中断服务号作为数组的下标查表，
上面知道open的服务号是5，则 sys_call_table[5]确实对应着函数 sys_open的地址。
所以这样就完成的整个一个从用户到内核的调用，如图所示

所以在 nois中开发一个类shell的交互系统，是可以借鉴这个模型的，在对这个模型简化一下，这里面最重要的是那个表（函数指针数组），在nios是是单线程跑的，所以中断这块可以去掉，利用查询的方式来完成。还有就是如何将用户输入的命令和系统命令匹配起来，是否还是想linus一样采用数字来对应，但是实际用户输入的是字符串，所以是否字节是字符串匹配，既然是字符串就不可以是用数组下标的方式了，想到c++中的map类；这是一种关联变量，为此可以写一个结构体，也可以达到这种效果。

typedef struct key
{
    用户命令字符串；
    用户参数；
    命令处理函数；
}KEY;

实际这就是一个命令所有相关的东西，然后用数组将这些命令结构体存储起来。

KEY  cmd_table[];

通过对比每个结构体的第一个成员，以确定命令然后调用命令函数。

最终实现的初始化cmd_table如下