Modbus软件开发实战指南 之 开发自己的Modbus Poll工具

接上一篇文章的内容。

看了前面需求提到的复杂的命令行解析功能，很多人立马开始发怵，其实大可不必。

我们都知道，Linux下的程序往往都提供了复杂的命令行参数处理机制，因为这是与

其他程序或用户进行交互的主要手段，在这样的情况下难能可贵的是，为了减轻开发

人员对命令行处理的负担，Linux提供了系统函数getopt()或getopt_long()专门解析命令行参数。

 

在Linux系统中，函数getopt()/getopt_long()位于 unistd.h 系统头文件中，其原型分别为：

int getopt(int argc,char * const argv[],const char * optstring);

int getopt_long(int argc, char * const argv[],const char *optstring,

                const struct option *longopts, int *longindex);

其中，参数argc和argv是由主函数main()传递的参数个数和内容。

参数optstring 则代表欲处理的选项字符串。此函数会返回在argv 中下一个的选项字母，

此字母会对应参数optstring 中的字母。如果选项字符串里的字母后接着冒号“:”，则表示还有相关的参数，

全域变量optarg 即会指向此额外参数。如果getopt()找不到符合的参数则会打印出错信息，并将全域

变量optopt设为“?”字符，如果不希望getopt()打印出错信息，则只要将全域变量opterr设为0即可。

 

参数可简单划分为短参数和长参数两种类型，getopt()使用optstring所指的字串作为短参数列表，

象“1ac:d::”就是一个短参数列表。短参数的定义是一个'-'后面跟一个字母或数字，象-a, -b就是一个

短参数，每个数字或字母定义一个参数。

 

而长参数则形如“--debug”，前面有2个'-'符号，后面可添加多个字母或数字。

getopt_long()函数包含了getopt()函数的功能，并且还可以指定“长参数”（或者说长选项），

与getopt()函数对比，getopt_long()比getopt()多了两个参数。

 

此函数的基本用法如下（Linux下）：

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#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc, int *argv[]) {     int ch;     opterr = 0;     // getopt()可由getopt_long()替换     while ((ch = getopt(argc, argv, "a:bcde")) != -1)     {         switch(ch)         {         case 'a':             printf("option a:'%s' ", optarg);             break;         case 'b':             printf("option b :b ");             break;         default:             printf("other option :%c ", ch);         }     }     printf("optopt +%c ", optopt); }

以上作为参照，可见调用函数getopt()或getopt_long()可以非常方便地解析命令行。

但是，有一点遗憾的是，如此方便的函数在Windows下却没有提供，怎么办呢？当然有办法了，

既然函数getopt()/getopt_long()是GNU C中的函数，那么源码可见就可以根据情况直接移植到Windows下。

说干就干，接下来简要介绍一下移植方法，掌握一点新技能，如果对这部分没有兴趣，可以跳过，看后面的内容。

 

首先，访问GNU C Library (glibc)的主页http://www.gnu.org/software/libc/,并下载最新的glibc库，

当前最新版是glibc-2.24.tar.gz，下载完毕并解压。

提取加压后的目录glibc-2.24posix下的4个源文件getopt.h/getopt.c/getopt_int.h/

 

getopt_init.c，如图所示。

 

 图 提取getopt()相关文件

启动Visual Studio 2015，选择菜单【File】->【New】->【Project...】，

准备创建一个新的默认工程项目，项目类型为【Visual C++】→【Win32 Console Application】。

创建新的默认工程项目完毕之后，切换到资源管理器画面，将以上4个文件复制到新项目所在目录，并添加到工程项目中，如图所示。

图 添加getopt()源文件

文件添加完毕之后，我们试着编译一下看看，果不其然，文件getopt.c出现了编译错误：

getopt.c(71): fatal error C1083: Cannot open include file: 'gettext.h': No such file or directory

首先需要修改的是没有“gettext.h”这个头文件的问题。修改方法为直接将其注释掉或删除，然后修改后面的宏定义。

将下面的原始代码（大概在70行）：

1 2 3 4 5 6

#ifdef _LIBC # include <libintl.h> #else # include "gettext.h" # define _(msgid) gettext (msgid) #endif

修改为：

1 2 3 4 5

#ifdef _LIBC # include <libintl.h> #else # define _(msgid)  (msgid) #endif

修改完毕，继续编译一下看看，出现如下编译错误，如图所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

图 编译错误alloca无法识别

 

错误的文字描述为：

getopt.c(568): warning C4013: 'alloca' undefined; assuming extern returning int

error LNK2019: unresolved external symbol _alloca referenced in function __getopt_internal_r

可以发现，这里出错的原因是alloca这个函数没有定义，那么alloca函数是什么意思呢？

原来alloca是一个内存分配函数，与malloc、calloc、realloc类似，但是注意一个重要的区别，

alloca函数是在栈(stack)上申请空间，用完马上就释放。

 

一般情况下，函数alloca包含在头文件malloc.h中，在某些系统中被定义为内部函数_alloca的宏定义。

既然已经知道原型了，那么修改alloca为_alloca即可解决问题，如图所示。

 

图 修改为_alloca解决编译错误

 

继续添加getopt_long()/getopt_long_only()的定义，这两个函数在getopt.h文件中声明了，

但是其定义在getopt1.c中，可以直接将getopt1.c文件也拿过来用，但是因为这个文件中的内容不多，

为了减少文件的数量，直接将其中有用的部分拷贝到getopt.c文件中是个不错的主意。

文件getopt1.c中要拷贝的内容如下:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

int getopt_long (int argc, char *const *argv, const char *options,              const struct option *long_options, int *opt_index) {     return _getopt_internal (argc,argv,options,long_options,opt_index,0,0); } int _getopt_long_r (int argc, char *const *argv, const char *options,                 const struct option *long_options, int *opt_index,                 struct _getopt_data *d) {     return _getopt_internal_r(argc,argv,options,long_options,opt_index,                                0, d, 0); } /* Like getopt_long, but '-' as well as '--' can indicate a long option.    If an option that starts with '-' (not '--') doesn't match a long option,    but does match a short option, it is parsed as a short option    instead.  */ int getopt_long_only (int argc, char *const *argv, const char *options,                   const struct option *long_options, int *opt_index) {     return _getopt_internal(argc,argv,options,long_options,opt_index,1,0); } int _getopt_long_only_r (int argc, char *const *argv, const char *options,                      const struct option *long_options, int *opt_index,                      struct _getopt_data *d) {     return _getopt_internal_r(argc,argv,options,long_options,opt_index,                                1, d, 0); }

将以上代码拷贝到文件getopt.c中函数getopt()定义之后即可，修改完毕编译，一切OK！

至此函数getopt()移植结束。经过上面的修改，可以进行一些简单的测试进行验证，

测试用例不用自己写了，在文件getopt.c和getopt1.c文件中都有，直接拿过来用就可以。

至此，重新生成的4个文件：getopt.h/getopt.c/getopt_int.h/getopt_init.c就是需要的命令行解析源代码文件，可以用在Windows系统下。

至此，针对自己开发modbus poll工具的命令行解析功能基本实现了。

接下来，将进行功能部分的代码分析和调试。