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  (updated)在xilinx的FPGA系统中scanf函数的使用           ★★★ 【字体:
(updated)在xilinx的FPGA系统中scanf函数的使用
作者:Walkie    文章来源:Walkie    点击数:    更新时间:2014-6-30    

scanf函数在c语言中,常常作为标准输入函数所使用,
而xilinx号称他支持标准的c库,所以自己很想用用这个函数。
但是自己不管怎么尝试都无法通过终端输入一个字符。


网上也有无数的人在说无法使用scanf,或者无法完整的使用scanf函数。
从edk的文档OS and Libraries Document Collection(oslib_rm.pdf)上说是支持的。而且确实可以在edk的安装目录下面的stdio.h文件中找到scanf函数的定义。
\Xilinx\EDK\gnu\microblaze\nt\microblaze-xilinx-elf\include\stdio.h

 

但是在自己的函数中还是无法使用

int main (void) {
  int a;
  char str[80];
  xil_printf(”– Entering main() –\r\n”);
  while(1){
    print(”Enter a name:”);
    scanf(”%s”,str);
    print(”\r\n”);
    printf(”the name entered is: %s\r\n”,str);
  }
  return 0;
}

这里使用了最简单的模式,通过scanf输入一个数据,再通过printf函数打印到标准输出部件。

经过一些天的调试,总算找到了问题的核心,原来是我的heap设置太小了。程序默认是0,而scanf需要的heap的大小要大于0x400才能正常的工作。最后使用的大小是0x800。才一切正常。

 

scanf函数以及printf函数,使用这些标准的c函数, 对于最后整个程序的大小我也是有心理准备的,知道肯定会比较的大。但是最后出来的结果还是把我吓到了,本来8k(<1fff)可以放下的东西,现在大概 需要0x132b4(>100k)这么多,大了大概15倍左右,真是让人崩溃。而且这里我已经调小了heap以及stack的大小,heap设置为 ox800byte,stack设置为0×400byte。

 

heap不能再小了,之前heap,edk默认为0byte,因为确实在程序中看上去没有malloc这样的函数来动态申请空间,但是自己忽略了scanf这个函数中可能会有buffer。

这个地方也是让我调试了很久的一个地方。一开始整个程序下载下去根本无法使用,终端就一直 死在那里,或者就是在打印scanf得到的str时候出现乱码。后来想想想想不对啊,scanf肯定里面会有buffer,而且这些buffer肯定是动态分配的,才想起heap的问题。

发现edk中默认heap是0k,修改为经常使用的ox400byte之后,每次在屏幕上只能输入一个字符,于是修改为 0×800之后一切正常。stack倒是只用了默认的0×400byte。在文章的最后有一小段程序来说明一个程序中哪些是放在heap中的,哪些是放在 stack中的。

 

再来说一下scanf的大小,它>79k,毕竟这是一个标准的函数啊,要支持那么多东西。。不过对于嵌入式的很多系统,真的有必要需要那么标 准的函数吗?碰到任何情况都可以使用一个通用的函数来解决。其实很多时候对于普通计算机这是必要的,但是对于嵌入式系统,特别是那些对于memory要求 很高的系统,大可不必使用标准的scanf。就像printf一样,xil_printf只是把printf的浮点去除了,整个函数也小了很多。要是只是 打印一句话,一个字符串出来,完全可以只用print函数来实现,而不必使用printf这样的函数。

那么问题又来了,是否有一个比较好的scanf的替代品呢?

 

1)如果只需要得到一个字符,或者数字之类,可以只是如下方式:
int main()
{
  char s;
  while(1){
  s = XUartLite_RecvByte (XPAR_UARTLITE_0_BASEADDR);
  XUartLite_SendByte (XPAR_UARTLITE_0_BASEADDR, s);
}
  return 0;
}
直接只用UART底层的驱动函数就可以了。自己调试过了,是完全可以使用的。终端输出的效果也很不错,大小也非常小,只有 c7a ,4k都不到。那么如果需要输入一个字符串,那么可以写一些附加代码来实现。比如使用一个char的数组,把输入的字符一个一个的放进这个数组中。

 

2)下面这个帖子说他提供了一个reduce的scanf函数,但是我还不知道如何来使用。
http://groups.google.com/group/comp.arch.fpga/browse_thread/thread/22660067a5ff5a6e/f7ff7eb383fe4528?hl=en#f7ff7eb383fe4528

 

 

3)这个版本是1)中的一个update。从标准输入一个byte一个byte的输入,然后把输入的字符拼成 一个字符串或者数字输出。Thanks to Terry O'Neal and Ricky Su.

 

以下是完成代码:

 

#include “xparameters.h”
#include “stdio.h”
#include “xutil.h”

 

char * mygets(char *string){
char x=0;
while(x!= ‘\r’) {
    x=inbyte();
   *string++ = x;
   xil_printf(”%c”,x);
}
   *(–string) = ‘\0′;
}

 

int main(void){

   char * input_string;
   int sectornum;

   if ((input_string = (char*)malloc(10)) == NULL) {
   print(”Unable to allocate space”);
   return 0;
}
mygets(input_string);

 

sectornum = strtoul(input_string,NULL,0);//string to number

xil_printf(”__After strtoul____%s\r\n”,input_string);
xil_printf(”__%d____”,sectornum);
free(input_string);
return 0;
}

 

4)这里提供一种3)的改进版本。不使用malloc以及free函数,因为它们的具体实现也比较的大。所以使用char[10],字符数组来实现。这种方法可以使得程序放入8k的bram中。

#include “xparameters.h”
#include “stdio.h”
#include “xutil.h”

 

 

void mygets(char *string){
char x=0;
while(x!= ‘\r’){
   x=inbyte();

   *string++ = x;
   xil_printf(”%c”,x);
}
   *(–string) = ‘\0′;
}

 

int main(void){
   int sectornum;
   char input_string[10];

   mygets(input_string);
   xil_printf(”\r\nIt %s\r\n”,input_string);
   sectornum = strtoul(input_string,NULL,0);
   xil_printf(”Num is %d\r\n”,sectornum);

   return 0;
}

 

以下是关于Heap以及Stack的装载

-------

Heap & Stack

 

int x;                 /* static storage */

void main()
{
int y;              /* dynamic stack storage */
char *str;          /* dynamic stack storage */
str = malloc(100);  /* allocates 100 bytes of dynamic heap storage */
y = foo(23);
free(str);          /* deallocates 100 bytes of dynamic heap storage */
}                      /* y and str deallocated as stack frame is popped */

int foo(int z)      /* z is dynamic stack storage */
{
char ch[100];     /* ch is dynamic stack storage */
if (z == 23) foo(7);
return 3;           /* z and ch are deallocated as stack frame is popped,
3 put on top of stack  */
}

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