Интерпретатор (php подобного языка) для arduino

Дорогие друзья, привет!
Не так давно заинтересовался темой промышленной автоматики, но тема глубокая и сложная, один CODESYS чего стоит, в задачи не такие и сложные, уж точно не соизмеримы сложностям, которые ожидали при погружении в эту область.

Вывод к которому я пришел прост, мне просто нужен интерпретатор встроенный в мою железяку, так как задачи каждый день меняются, хотелось бы просто брать скрипт и заливать его на флэшку, затем вставлять в железку и чтобы заработало…

Поискав, нашел кучу бэйсик подобных интерпретаторов, но он для меня как-то уж совсем не близок, и я искал что-то РНР подобное, так как web программирование на много больше моя область чем то, чем приходится заниматься сейчас.

Короче, поискав, нашел на github вот это:
https://github.com/corax89/-A-simple-interpreter-for-arduino

Интерпретатор отлично подходит под все задачи, кроме одного, нет возможности создавать пользовательские функции, в остальном он отличный просто!

Прошу помощи экспертов, пожалуйста, помогите интегрировать возможность создания пользовательских функций.

Пример кода:

//Условия
$sammer[1] = "tree"; if($sammer[1] == "treex"){ pre("hello"); } if($sammer[1] == "tree"){ print("hello world");}

//Массивы
$sammer[1] = 13; $sammer[2] = "hello world";  print($sammer[2]); print($sammer[1]);


//Циклы
$i = 0; while($i < 10){$i = $i+1; pre($i); }

Сам интерпретатор

#define STACKLENGTH 8
#define TOKENLENGTH 12
#define BRAKKETLENGTH 8
#define VARLENGTH 12
#define PUSH_STACK(a,b) stack[stackCount]=a;stackRang[stackCount]=b;stackCount++;

String serialData;

typedef struct {
	String svalue;
	int value;
	byte type;
}Var;

String toFourHex(String num) {
	String s = String(num.toInt(), HEX);
	while(s.length() < 4) s = "0" + s;
	return s;
}

int hexToDec(String hexString) {
	int decValue = 0;
	byte nextInt;
	for(int i = 0; i < hexString.length(); i++) {
		nextInt = byte(hexString.charAt(i));
		if(nextInt >= 48 && nextInt <= 57) nextInt -= 48;
		else if(nextInt >= 65 && nextInt <= 70) nextInt -= 55;
		else if(nextInt >= 97 && nextInt <= 102) nextInt -= 87;
		if(nextInt > 15) return 0;
		decValue = (decValue << 4) + nextInt;
	}
	return decValue;
}

String compile(String s) {
	String out = "";
	String varArray[VARLENGTH];
	String stack[STACKLENGTH];
	String token[TOKENLENGTH];
	int openBrakket[BRAKKETLENGTH];
	int varArrayCount = -1;
	int i = 0;
	int j = 0;
	int lastChar = 0;
	byte stackRang[STACKLENGTH];
	byte rang[TOKENLENGTH];
	byte brakketCount = 0;
	byte thisrang;
	byte count = 0;
	byte stackCount = 0;
	token[0] = "";
	while(lastChar < s.length()) {
		count = 0;
		//присваиваем всем символам ранги, в зависимости от приоритета операций с ними
		for(i = lastChar; i < s.length(); i++) {
			switch(s[i]) {
			case '0':
			case '1':
			case '2':
			case '3':
			case '4':
			case '5':
			case '6':
			case '7':
			case '8':
			case '9':
				thisrang = 1;
				break;
      case '.':
      case '+':
			case '-':
				thisrang = 2;
				break;
			case '*':
			case '>':
			case '<':
			case '!':
				thisrang = 3;
				break;
			case '/':
				if(s[i + 1] == '/') {
					for(i; i < s.length(); i++) {
						if(s[i] == '\n') break;
					}
					thisrang = 8;
					count++;
				} else
					thisrang = 3;
				break;
			case '(':
				thisrang = 0;
				break;
			case ')':
				thisrang = 4;
				break;
			case ',':
				thisrang = 5;
				break;
			case '=':
				if(s[i+1]=='='){
				  i++;
				  thisrang = 3;}
				else
				  thisrang = 6;
				break;
			case ' ':
				thisrang = 7;
				break;
			case '\n':
			case '\r':
			case ';':
			case '{':
			case '}':
				thisrang = 8;
				count++;
				break;
			case '"':
				thisrang = 9;
				break;
			default:
				thisrang = 1;
			}
			/*в зависимости от присвоенных рангов переставляем значения,
			действия и переменные для получения обратной польской записи*/
			if(thisrang == 1) {
				token[count] += s[i];
				rang[count] = thisrang;
			} else if(thisrang == 0) {
				//заталкиваем открывающую скобку в стек
				PUSH_STACK(String(s[i]), thisrang);

       
				//заменяем названия функций двухбуквенными сокращениями
       if(token[count] == "pre") {
          token[count] = "";
          PUSH_STACK("PR", 1);
        } else if(token[count] == "print") {
					token[count] = "";
					PUSH_STACK("PR", 1);
				} else if(token[count] == "delay") {
					token[count] = "";
					PUSH_STACK("SD", 1);
				} else if(token[count] == "if") {
					token[count] = "";
					PUSH_STACK("IF", 1);
				} else if(token[count] == "while") {
          token[count] = "";
          rang[count] = 13;
          count++;
          token[count] = "";
          PUSH_STACK("IF", 1);
        } else if(token[count] == "function") {
          token[count] = "";
          rang[count] = 13;
          count++;
          token[count] = "";
          PUSH_STACK("FN", 1);
        } else if(token[count] == "random") {
					token[count] = "";
					PUSH_STACK("GR", 1);
				}
			} else if(thisrang == 4) {
				//выталкиваем все до ближайшей открывающей скобки и удаляем ее
				for(j = stackCount - 1; j >= 0; j--) {
					if(stackRang[j] > 0) {
						count++;
						token[count] = stack[j];
						stack[j] = "";
						if(stackRang[j] > 1)
							rang[count] = stackRang[j];
						else
							rang[count] = 9;
						stackCount--;
					} else {
						stack[j] = "";
						stackCount--;
						j = -1;
					}
				}
			} else if(thisrang == 5) {
				//выталкиваем все до ближайшей открывающей скобки но не удаляем ее
				for(j = stackCount - 1; j >= 0; j--) {
					if(stackRang[j] > 1) {
						count++;
						token[count] = stack[j];
						stack[j] = "";
						rang[count] = stackRang[j];
						stackCount--;
					} else {
						j = -1;
						count++;
					}
				}
			} else if(thisrang == 6) {
				if(s[i - 1] != '!') {
					//присваивание значения переменной
					int indexOfVar = -1;
					//ищем переменную среди уже объвленных
					for(j = varArrayCount; j >= 0; j--) {
						if(varArray[j] == token[count]) {
							indexOfVar = j;
						}
					}
					//если переменной еще нет, добавляем ее
					if(indexOfVar == -1) {
						varArrayCount++;
						indexOfVar = varArrayCount;
						varArray[varArrayCount] = token[count];
					}
					//назначаем номер переменной функции присваивания
					PUSH_STACK("SV" + toFourHex((String) indexOfVar), 0);
					token[count] = "";
				}
			} else if(thisrang == 7) {
				//пропускаем пробел
			} else if(thisrang == 8) {
				//обрабатываем конец строки
				for(j = stackCount - 1; j >= 0; j--) {
					token[count] = stack[j];
					rang[count] = stackRang[j];
					count++;
					stack[j] = "";
				}
				stackCount = 0;
				//назначаем отдельные ранги фигурным скобкам
				if(s[i] == '{') {
					token[count] = "{";
					rang[count] = 10;
					count++;
				} else if(s[i] == '}') {
					token[count] = "}";
					rang[count] = 11;
					count++;
				}
			} else if(thisrang == 9) {
				//сохранение строки
				//stackCount = 0;
				token[count] = "\"";
				rang[count] = 12;
				count++;
				for(j = i + 1; j < s.length(); j++) {
					token[count - 1] += s[j];
					if(s[j] == '"')
						break;
				}
				i = j;
			} else if(thisrang > 1) {
				if(rang[count] <= thisrang) {
					for(j = stackCount - 1; j >= 0; j--) {
						if(stackRang[j] >= thisrang) {
							count++;
							token[count] = stack[j];
							stack[j] = "";
							rang[count] = stackRang[j];
							stackCount--;
						} else
							j = -1;
					}
				}
				PUSH_STACK(String(s[i]), thisrang);
				count++;
			}
			if(s[i] == ';' || s[i] == '{' || i == s.length() - 1) {
				lastChar = i + 1;
				break;
			}
		}
		//на всякий случай выталкиваем все что осталось в стеке
		for(j = stackCount - 1; j >= 0; j--) {
			count++;
			token[count] = stack[j];
		}
		for(i = 0; i <= count; i++) {
			if(rang[i] == 1) {
				//получение значения переменной
				int indexOfVar = -1;
				//ищем переменную среди уже объвленных
				for(j = varArrayCount; j >= 0; j--) {
					if(varArray[j] == token[i]) {
						indexOfVar = j;
					}
				}
				if(indexOfVar == -1) {
					//такой переменной нет, значит это число, внести в стек
					out = out + "PI" + toFourHex(token[i]);
				} else
					//получить переменную по индексу
					out = out + "GV" + toFourHex((String) indexOfVar);
			} else if(rang[i] == 9) {
				out = out + token[i];
			} else if(rang[i] == 10) {
				if(brakketCount > 0 && openBrakket[brakketCount - 1] == 0) {
					//если стек скобок содержит 0, то у нас установлен указатель на wheel
					openBrakket[brakketCount - 1] = out.length();
					openBrakket[brakketCount] = 0;
					brakketCount++;
					out = out + "#G" + toFourHex("0");
				} else {
					openBrakket[brakketCount] = out.length();
					brakketCount++;
					out = out + "#G" + toFourHex("0");
				}
			} else if(rang[i] == 11) {
				brakketCount--;
				if(openBrakket[brakketCount] == 0) {
					brakketCount--;
					int addr = openBrakket[brakketCount];
					//заменяем адрес пустышку на настоящий адрес возврата
					String newadr = toFourHex((String)(out.length() / 2 + 3));
					out[addr + 2] = newadr[0];
					out[addr + 3] = newadr[1];
					out[addr + 4] = newadr[2];
					out[addr + 5] = newadr[3];
					brakketCount--;
					addr = openBrakket[brakketCount];
					out = out + "#G" + toFourHex((String)(addr / 2));
				} else {
					int addr = openBrakket[brakketCount];
					String newadr = toFourHex((String)(out.length() / 2));
					out[addr + 2] = newadr[0];
					out[addr + 3] = newadr[1];
					out[addr + 4] = newadr[2];
					out[addr + 5] = newadr[3];
				}
			} else if(rang[i] == 12) {
				out = out + token[i];
				//для выравнивания адреса длина строки должна быть кратна 2
				if(token[i].length() % 2 > 0)
					out += '_';
			} else if(rang[i] == 13) {
				openBrakket[brakketCount] = out.length();
				brakketCount++;
				openBrakket[brakketCount] = 0;
				brakketCount++;
			} else if(rang[i] == 0) {
				out = out + token[i];
			} else {
				if(token[i].length() > 0) {
					//арифметические операции
					out = out + "A" + token[i];
				}
			}
		}
		for(i = 0; i <= count; i++) {
			token[i] = "";
			rang[i] = 0;
		}
	}
	return out;
}
String execut(String str) {
	int count = 0;
	Var stack[STACKLENGTH];
	byte stackCount = 0;
	int endbyte = str.length() / 2;
	int stackBufer;
	Var variable[VARLENGTH];
	char byte1;
	char byte2;
	String out;
	for(count = 0; count < endbyte; count++) {
		byte1 = str[count * 2];
		byte2 = str[count * 2 + 1];
		switch(byte1) {
		case '#':
			{
				switch(byte2) {
				case 'G':
					{
						//go to
						count++;
						count = hexToDec(str.substring(count * 2, count * 2 + 4)) - 1;
						break;
					}
				}
				break;
			}
		case '"':
			{
				//load string to stack
				stack[stackCount].svalue = String(byte2);
				stack[stackCount].type = 1;
				int j = 0;
				for(j = count * 2 + 2; j < str.length(); j++) {
					if(str[j] != '"')
						stack[stackCount].svalue += str[j];
					else
						break;
				}
				if(str[j + 1] == '_')
					j++;
				count = j / 2;
				stackCount++;
				break;
			}


     
    case 'F':
      {
        switch(byte2) {
        case 'N':
          {
            stackCount--;
            if(count < 1) {
              count += 1;
              //Serial.println(stack[stackCount].svalue);
            }
            break;
          }
        }
        break;
      }


     
    case 'I':
      {
        switch(byte2) {
        case 'F':
          {
            //if 
            stackCount--;
            if(stack[stackCount].value > 0) {
              count += 3;
            }
            break;
          }
        }
        break;
      }


     
			//set
		case 'S':
			{
				switch(byte2) {
				case 'D':
					{
						//delay
						stackCount--;
						delay(stack[stackCount].value);
						break;
					}
				case 'V':
					{
						//set var
						count++;
						stackCount--;
						int vr = hexToDec(str.substring(count * 2, count * 2 + 4));
						if(stack[stackCount].type == 0) {
							variable[vr].type = 0;
							variable[vr].value = stack[stackCount].value;
							variable[vr].svalue = "";
						} else {
							variable[vr].type = 1;
							variable[vr].svalue = stack[stackCount].svalue;
							variable[vr].value = 0;
						}
						count++;
						break;
					}
					break;
				}
				break;
			}
			//get
		case 'G':
			{
				switch(byte2) {
				case 'R':
					{
						//get random
						stack[stackCount - 2].value = random(stack[stackCount - 2].value, stack[stackCount - 1].value);
						stack[stackCount - 2].type = 0;
						stackCount--;
						break;
					}
				case 'V':
					{
						//get var
						count++;
						int vr = hexToDec(str.substring(count * 2, count * 2 + 4));
						if(variable[vr].type == 0) {
							stack[stackCount].value = variable[vr].value;
							stack[stackCount].svalue = "";
							stack[stackCount].type = 0;
						} else {
							stack[stackCount].svalue = variable[vr].svalue;
							stack[stackCount].value = 0;
							stack[stackCount].type = 1;
						}
						count++;
						stackCount++;
						break;
					}
				}
				break;
			}
		case 'P':
			{
				switch(byte2) {
				case 'I':
					{
						//push integer
						count++;
						stack[stackCount].type = 0;
						stack[stackCount].value = hexToDec(str.substring(count * 2, count * 2 + 4));
						count++;
						stackCount++;
						break;
					}
				case 'R':
					{
						//print
						stackCount--;
						if(stack[stackCount].type == 0)
							Serial.println(String(stack[stackCount].value));//out += String(stack[stackCount].value);
						else
							Serial.println(stack[stackCount].svalue);//out += stack[stackCount].svalue + "\r\n";
						break;
					}
				}
				break;
			}
		case 'A':
			{
				stackCount--;
				switch(byte2) {
       case '.':
          {
            if(stack[stackCount - 1].type == 0 && stack[stackCount].type == 1) {
              //первое значение числовое, второе строковое
              stack[stackCount - 1].type = 1;
              stack[stackCount - 1].svalue = String(stack[stackCount - 1].value) + stack[stackCount].svalue;
            } else if(stack[stackCount - 1].type == 1 && stack[stackCount].type == 0) {
              //первое значение строковое, второе числовое
              stack[stackCount - 1].svalue = stack[stackCount - 1].svalue + String(stack[stackCount].value);
            } else if(stack[stackCount - 1].type == 1 && stack[stackCount].type == 1) {
              //оба значения строковые
              stack[stackCount - 1].svalue = stack[stackCount - 1].svalue + stack[stackCount].svalue;
            }
            break;
          }

       case '+':
          {
            if(stack[stackCount - 1].type == 0 && stack[stackCount].type == 0)
              //оба значения числовые
              stack[stackCount - 1].value = stack[stackCount - 1].value + stack[stackCount].value;
            
            break;
          }

				case '-':
					{
						stack[stackCount - 1].value = stack[stackCount - 1].value - stack[stackCount].value;
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '*':
					{
						stack[stackCount - 1].value = stack[stackCount - 1].value * stack[stackCount].value;
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '/':
					{
						stack[stackCount - 1].value = stack[stackCount - 1].value / stack[stackCount].value;
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '>':
					{
						stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].value > stack[stackCount].value);
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '<':
					{
						stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].value < stack[stackCount].value);
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '!':
					{
						if(stack[stackCount - 1].type==1 && stack[stackCount].type==1)
						  stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].svalue != stack[stackCount].svalue);
						else
						  stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].value != stack[stackCount].value);
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				case '=':
					{
						if(stack[stackCount - 1].type==1 && stack[stackCount].type==1)
						  stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].svalue == stack[stackCount].svalue);
						else
						  stack[stackCount - 1].value = (int) (stack[stackCount - 1].value == stack[stackCount].value);
						stack[stackCount - 1].type = 0;
						break;
					}
				}
				break;
			}
		}
	}
	return out;
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setTimeout(500);
  Serial.println(F("input 'print(1+2);' for test"));
}

void loop() {
  while(Serial.available()) {
    serialData = Serial.readString(); 
    serialData +=";";
    execut(compile(serialData));
    serialData="";
  }
}

Пример железяк, которые мы разрабатываем:


Это панель оператора на Android OS


А это корпуса для ПЛК на базе Arduino и ESP8266

Кому интересно, буду рад потом поделиться наработками

Может все-таки программиста нанять? На корпуса красивые порошком крашенные деньги есть, а на код по форумам побираешься. Если реально полезешь к потребителям промышленной автоматики, то тебя засмеют.

К слову функция compile() преобразует вот такую строку

$sammer[1] = "tree"; if($sammer[1] == "treex"){ pre("hello"); } if($sammer[1] == "tree"){ print("hello world");}

Вот в такую, понятную для интерпретатора линию с набором команд

"tree"SV0000GV0000"treex"_A=IF#G0017"hello"_PRGV0000"tree"A=IF#G002a"hello world"_PR

Мы не претендуем ни на какое либо одобрение, и мнение, хотя понимаю, что жжет и хочется съязвить, но лучше, если диалог будет скромно по делу,
а в целом, мы не идем ни на какой рынок промышленной автоматики, просто оформляем свои рядовые задачи в нормальный, человеческий вид, считаем, что это нормально, иметь что-то сделанное своими руками, понятное и комфортное в использовании, а если что-то и не понятно, не стесняемся спрашивать, вот такая простая философия.

вы спросили - вам ответили. Вместо того чтоб создавать какую-то неведомую чуду-юду “интерпретатор”, лучше инвестируйте свое время в изучение СИ.
Если у вас задачи несложные, создать для них код на Си на порядок проще, чем доработать ваш интерпретатор (к слову сказать. тоже написанный на Си)

Подведу, так сказать, итог: Это сложно, муторно и не эффективно.
Используйте либо более мощный мк, либо умерьте аппетит и программируйте под имеющийся мк.

Неслабо, так!

Тут надо выбирать - либо по делу, либо скромно. Вместе никак - дело уж больно нескромное получается.

итог автор подвел сам:

только он пока не понял, что “интерпретатор” - это не программа и не устройство, это должность

1 лайк

И не то, чтобы уж сильно аккуратно отлаженный.

Еще и врет. Это “своими руками” называется теперь?

для ESP(32) же micropython есть, чем не интерпретатор?
вы можете освоить кастомный интерпретатор для написания простеньких программ, но не способны освоить язык на котором эти самые простенькие программы писать проще и гибче…не понимаю как это работает

Чтобы он был “скромно по делу”, его следовало начинать в разделе “Ищу исполнителя”, причем сразу с указанием бюджета.

1 лайк

Этот вывод стоит пересмотреть. Он ошибочный. Вы выбрали неверный путь. По крайней мере, Вы не привели никаких обоснований того, что Вам нужна именно такая технология и никакая другая.

Как же любят человеки на ровном месте изобретать велосипед. Может ещё на lcd 2004 и тиньке придумать свой Эксель?) Как-то это…излишне извращённые желания интерпретаторы делать. Не для этого Ардуино придумана. Не, ну если хочется размять мозги, пожалуйста. Вон, люди ZX Spectrum собирают на мегах.

Па-а-звольте! А Брейнфак?

2 лайка

не он единый, а java