介绍下我做的C语言解释器

xiatian_xjtu · 发表于 2024-3-15 15:25:17

非广告，纯技术交流，抛砖引玉。
大家来这个论坛，相信好多网友都和我一样都是因开发人机界面emwin的找到了这里。很佩服硬汉的实力和对技术的狂热！

做解释器的初衷来自看了arduino，micropython，lua等可以简单快速实现一些应用。我想把这思路用到电机控制上，其实电机一旦底层驱动调试好了，剩下的就是定义它的行为，如转多快，转多少圈等。如果能把应用功能和驱动分开，会很方便，即使不懂电机驱动的人也能开发应用功能。
由于是想用在电机控制上，自然想弄清楚这些解释器的全部细节，不然出问题的话电机驱动可能都烧掉了。一方面是个人能力精力有限，难以看懂全部细节，另一方面看着看着感觉这些动态语言不适合电机控制，任何一个变量首先是个对象（一个很复杂的结构体），简单一个加法还要判断加的是数字还是字符串，列表字典这些便利数据类型电机控制用不上，另外还有垃圾回收等太复杂。看了一些开源的东西，我萌生了开发一个C语言解释器的想法，主要是大部分开发单片机的人都熟悉C语言语法，再一个我想搞静态语言，机制越简单可靠性越高。

解释器的目标是将底层驱动与应用功能分离，以便无驱动经验人员开发应用功能。技术路线和python类似，解释器将脚本编译为字节码，单片机内置一个虚拟机解释执行字节码，电机控制或人机界面等驱动封装成系统运行时，以API的形式供脚本程序员调用。

套了一层解释器的壳，可以在PC上开发一个和单片机一样的虚拟机，这样PC和MCU都可以在同样的虚拟机上跑同样的解释器字节码，32bit模式PC和32bitArm单片机虚拟机程序几乎可通用。底层驱动不一样，PC是SDL2实现画点，MCU是LTDC外设画点，但使用同样的API后，可以实现一次编码，PC和MCU都能执行，效果完全一致。无论电机还是人机界面，都能无实体硬件在PC上仿真模拟。脚本程序设计在sram中运行，程序可快速加载或热更新。有了虚拟机，实现多任务也简单了，因为可以多分配几个虚拟机，每个虚拟机执行一个线程，有自己独立的栈。时间片一到，虚拟机就切换到下一个虚拟机（线程）。

后来有一天我看到一个介绍，才知道脚本语言这东西用的最多是游戏行业。自己做编译器、调试器、设计器、IDE等等，好处可以玩各种花样，例如我可以把常规的人机界面和控制器两个工程集成在一个工程里，可共享一个公共的模型数据，还可同时观察二者通信过程。目前我自我感觉成熟度也不够，通用化也欠缺，简单说还糙了点，暂不考虑开源。

搞工控自然离不开人机界面，很快我也开始尝试把解释器用于人界面开发。由于emwin不开源，我自己尝试搞了一套比较菜和粗糙的gui，大部分工控应用不考虑炫酷动画和色彩渲染的话也够用了。

GUI设计器