【Codesys-Runtime】-下位机组件代码结构初探
上一篇文章是从固件部署的角度来观察，看一下所谓的 Runtime 是由哪些文件构成的，虽然从参数配置文件中能猜测出一些处理逻辑，但是这距离下位机的实际开发工作还有一段距离。Codesys 的下位机 Runtime 的实现，是由非常多的、负责不同功能的模块构成的，这些模块被称作：组件（Component）。今天我们把镜头再拉进一些，初步探索一下组件的相关内容：[*]Codesys Runtime 软件架构；
[*]Runtime 中包含哪些功能 or 组件；
[*]组件内部的代码结构长什么样；
01-Codesys Runtime 软件架构上一篇文章中说过，Runtime 最主要的职责就是完成下面这些任务：
这七个功能是非常宏观、笼统的总结。为了完成这些功能，在 PLC 中有很多个组件，一起协同配合，各司其职。先来看一下官网中提供的一张组件结构图，图中最小的粒度就是组件：
可以看到，这是一个符合常规思路的分层、分模块软件架构。每一个方块都代表一个组件。有些功能模块是由一个组件独立完成的，有些功能模块则是由几个组件一起配合完成的。Codesys Runtime 在不同的硬件平台上部署的固件是有差异的，我们这里的测试平台是 x86 Linux，下载的 Runtime 固件是 CODESYS Control for Linux SL，所以下面就来看一下这个版本的固件中都包含了哪些固件。
02-Runtime 中包含哪些功能 or 组件方法一最直接的方式就是在下位机的命令行窗口中，进入 /opt/codesyscontrol/ 目录，手动启动 bin/codesyscontrol.bin 可执行程序，在启动阶段的打印信息中，可以看到所有加载的组件。因为组件比较多，这里只截取一部分：
上图中每一行都是加载的一个组件，包括：名称，Id号和版本信息，从名字上也可以大概猜测出来对应的功能。方法二：通过上位机集成开发环境（IDE）来查看下位机中加载了哪些组件。扫描设备-成功连接到下位机之后，在 【Device】标签页的左面，有【日志】选项，单击一下就可以看到下位机的日志了。在其中可以看到下位机中 Runtime 加载的所有组件（如果没有显示任何信息，点击一下组件旁边的绿色刷新按钮）：
我这里显示加载的组件有（显式的顺序与加载的顺序是相反的）：
我们在上位机 IDE 中的每一次操作，只要该功能需要下位机来执行，就一定需要其中的某一个或某几个组件来配合完成。举个例子-在上位机中执行【热复位】动作：1. 首先要通过网络传输到下位机吧，这是由网络部分的组件完成的，包括：CmpBlkDrvTcp/CmpBlkDrvUdp/CmpChannelXXX等组件；2. 传输的数据一定是满足特定协议的数据结构吧，数据解析工作是由组件 CmpBinTagUtil 完成的；3. 数据解析之后，就是执行具体的功能了，比如：对程序里的变量进行复位，这就需要 CmpApp 等组件来完成。【热复位】这个功能，就像一个纵向的逻辑链条，这个链条把不同层次上的组件串接起来，一起配合完成具体的功能。
03- 组件内部的代码结构长什么样在看代码之前，有两个前置问题需要说明一下，方便后续的理解。为什么要关心组件里的代码结构？Codesys Runtime 的软件架构设计的非常精巧，每一个组件之所以能完美的相互配合，就是因为每个组件都必须按照官方设计的代码规则来编写，也就是需要按照一套定义好的代码结构来编写、编译，然后部署到下位机中才能被加载、执行。Codesys 是一家非常牛X的方案提供商，当一个 PLC 厂家使用这套方案来开发 PLC 产品时，是需要进行二次开发的，让 Codesys 的这套方案能够与每一个不同型号的 PLC 硬件设备进行完美的融合。所以，作为嵌入式开发工程师，一定要理解组件里的代码结构。当然了，刚开始的时候只需要照葫芦画瓢，遵守既定的代码规则就行了。熟悉之后，可以再研究一下这些规则背后的设计思想。什么是 Codesys Runtime 开发 SDK？SDK 就是常规的意思：软件开发包，里面包含的就是一些头文件（.h），静态库（.a） 或者动态库（.so）文件。此外，为了方便开发者编写的组件满足特定的规则，SDK中还提供了一个助手工具（M4脚本程序），来简化组件的编写过程。在 Codesys 帮助页面上（https://content.helpme-codesys.com/zh-CHS/CODESYS%20Control/_rtsl_extension_extension_sdk.html），告诉我们在哪里可以找到 SDK：默认情况下，您可以在以下位置找到扩展 SDK：C:\Program Files\CODESYS <version>\CODESYS\CODESYS Control SL Extension Package\<version>\ExtensionSDK. SDK中内容如下：
在 src 目录下，有一个模板文件 CmpFrame.c 。此文件内容就是组件的基本代码结构，如下图所示（为了减少篇幅，这里只列出函数）：/*****************************************************************************
*Copyright:Copyright CODESYS Development GmbH
*Program:Extension API for the Linux SL products
******************************************************************************/
#include "CmpStd.h"
#include DEP_H
USE_STMT
DLL_DECL int CDECL ComponentEntry(INIT_STRUCT *pInitStruct)
{
return ERR_OK;
}
static int CDECL ExportFunctions(void)
{
/* Macro to export functions */
EXPORT_STMT;
return ERR_OK;
}
static int CDECL ImportFunctions(void)
{
/* Macro to import functions */
IMPORT_STMT;
return ERR_OK;
}
static RTS_UI32 CDECL CmpGetVersion(void)
{
return CMP_VERSION;
}
static RTS_RESULT CDECL HookFunction(RTS_UI32 ulHook, RTS_UINTPTR ulParam1, RTS_UINTPTR ulParam2)
{
return ERR_OK;
}
看起来似乎也没有想象中那么复杂，是吧？那是因为很多细节都隐藏在几个宏定义中了，例如：USE_STMT，EXPORT_STMT，IMPORT_STMT。当然了，作为刚入门的开发者，是没有必要把这些规则背后的原理都理解清楚的。我们只需要遵守这些规则，把注意力放在我们自己要实现的功能代码上即可。另外，上面的显示的代码结构只是一个组件需要满足的最基本规则。如果是一个功能比较特殊的组件，例如：一个IO设备驱动组件，那么它需要遵守的规则就会更多，也就是说：有更多的特定函数需要添加到组件中。
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