Tcl脚本语法简介

古城微笑少年丶 2022-11-04 01:48 25阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Tcl脚本在IC领域的主要用途
 *   *  复杂文本处理
     *  自动化执行flow
     *  辅助EDA开发
 *  Tcl脚本简介
 *   *  Tcl解释器
     *  Tcl数据类型
     *   *  列表
         *  关联数组（字典）
         *  句柄
     *  Tcl基本语法
     *   *  注释
         *  标示符
         *  空格与分隔
         *  命令
         *  引用与替换
         *  表达式
         *  赋值
         *  运算符
         *  控制语句
         *  函数
         *  正则表达式

# Tcl脚本在IC领域的主要用途 #

## 复杂文本处理 ##

Tcl可以把文本中的每一行变为一个**列表**，最简单的列表就是包含由任意个空格、制表符、换行符分隔开的任意多个元素的字符串，可以直接根据元素编号来获取字符串内容

Tcl也支持正则表达式

## 自动化执行flow ##

对于一些流程化的flow，可以编写Tcl脚本来自动执行，一键得到结果和report

## 辅助EDA开发 ##

Tcl易上手、使用简便，可以简便地设计图形化界面；也可以针对大型项目设计EDA辅助工具

# Tcl脚本简介 #

Tcl即Tool command language工具控制语言，读作Tickle

Tcl包含了一个脚本语言和一个库包：Tcl脚本主要用于发布命令给交互程序，语法简单、扩展性强；Tcl库可以被嵌入应用程序，它包含了一个分析器、用于执行内建命令的例程和一个可以允许用户扩充的库函数。使用Tcl库，应用程序可以产生Tcl命令并执行，命令可以由用户产生，也可以从用户接口的输入中读取，Tcl库收到命令后将他分解并执行内建的命令。

目前大部分EDA工具都支持Tcl语言，如Design Complier、quartus、Synplify、modesim、finesim等，Tcl在IC设计中非常常用

Tcl程序有两种运行方式，一种是将程序写入脚本中，通常以.tcl命名；另一种是在tcl命令行中直接执行

## Tcl解释器 ##

Tcl是解释型语言，与Python、Perl等类似，它依靠Tcl脚本语言解释器工作，逐行执行Tcl命令，遇到错误时它会停止运行

helloworld程序如下：

#!/usr/bin/tclsh
    puts "helloworld"

在shell中如下执行：

$ tclsh hello.tcl # Unix
    > tclsh hello.tcl # Windows

## Tcl数据类型 ##

Tcl只支持**字符串**数据类型：所有命令、参数、命令结果、变量等都是字符串

字符串的实际解释依赖于上下文

Tcl允许使用字符串组合出多种高级数据类型

#!/usr/bin/tclsh
    
    set a hello
    puts $a
    set b "hello world"
    set c {hello world}
    puts $b
    puts $c # 这里b和c打印的值都是 hello world

### 列表 ###

**使用一组单词与双引号、中括号或者大括号的组合表示列表**，如下所示：

#!/usr/bin/tclsh
    
    set myVariable {red green blue} # set listName [list item1 item2 item3] 中括号、大括号都可以
    puts [lindex $myVariable 2]
    set myVariable "red green blue"
    puts [lindex $myVariable 1]

注意：Tcl的列表以0为第一个元素的坐标，所以以上输出为

$ blue
    $ green

使用`append`或`lappend`命令追加项目到列表

append 列表名 原来的项目 追加项目 # 或 lappend 列表名 追加项目

使用`llength`变量控制列表的长度

使用`lsort`命令排序列表

使用`lreplace`替换列表项，如下所示

#!/usr/bin/tclsh
    
    set var {orange blue red green}
    set var [lreplace $var 2 3 black white]
    puts $var # 输出 orange blue black white （第3、4个列表项被替换为了black、white）

使用`lassign`将列表的值赋值给变量，如下所示

#!/usr/bin/tclsh
    
    set var {orange blue red green}
    lassign $var colour1 colour2
    puts $colour1 # 输出 orange
    puts $colour2 # 输出 blue

### 关联数组（字典） ###

可以使用以下形式创建关联数组，或者说**键值对（字典）**

#!/usr/bin/tclsh
    
    set  marks(english) 80
    puts $marks(english) # 输出 80
    set  marks(mathematics) 90
    puts $marks(mathematics) # 输出 90

特别地，Tcl的键值对不要求索引（键）是整数

使用`dict set 字典名 键 值`来格式化创建字典

使用`dict size`获取字典的大小

使用以下方法遍历字典

#!/usr/bin/tclsh
    
    set colours [dict create colour1 "black" colour2 "white"]
    
    foreach item [dict keys $colours] {
        set value [dict get $colours $item]
        puts $value
    }
    
    # 或以下方法
    
    #!/usr/bin/tclsh
    
    set colours [dict create colour1 "black" colour2 "white"]
    set values [dict values $colours]
    puts $values

输出如下：

$ black
    $ white

使用以下方法(`dict exists`)检索字典

#!/usr/bin/tclsh
    
    set colours [dict create colour1 "black" colour2 "white"]
    set result [dict exists $colours colour1]
    puts $result # 输出 1

### 句柄 ###

TCL句柄通常用于表示文件和图形对象，也可以包括句柄网络请求以及其它流设备，如串口、套接字或I/O设备

使用例如下

set myfile [open "filename" r]

## Tcl基本语法 ##

### 注释 ###

使用`#`作为单行注释

如果第一个非空字符是`#`，这一行的所有东西都是注释

特别地，可以使用条件判断语句作为多行注释，不过这样会影响代码可读性

# 下面是多行注释
    if 0 {
    这里是注释
    这里也是注释
    }
    
    puts "test" ;# 这里是行内注释
    
    # 这是单行注释

### 标示符 ###

Tcl标识符是用来标识变量，函数，或任何其它用户定义的项目的名称。标识符开始以字母A到Z或a〜z或后跟零个或多个字母下划线（\_），下划线，美元（$）和数字（0〜9），Tcl不允许标点字符，如@和％标识符，但可以使用转义或`{}`括起来使用标点字符；**Tcl大小写敏感**

**Tcl的保留字不能用做变量名**

### 空格与分隔 ###

Tcl解释器会忽略多余的**空白格**与注释行

Tcl中将**空格、制表符**、换行符、注释统称为**空白格**。空格分开声明中的一个组成部分，使解释器来识别

总体与shell脚本类似，格式自由

**Tcl中句与句之间以换行或分号分隔。如果每行只有一个语句，则分号不是必须的；如果一行中只包含空白格、注释，解释器则会忽略该行；在一个语句中，通过空格来分隔语句的不同部分**

### 命令 ###

Tcl命令实际上是词语的列表。使用要执行表示该命令的第一个字

Tcl命令有以下特点：

*  一个命令就是一个字符串
 *  **命令用换行符或分号来分隔**
 *  一个命令由许多的**域**组成，第一个域是命令名，剩下的域作为参数
 *  **域通常由空格或制表符分割**

### 引用与替换 ###

如下方法引用变量：

$变量名

如下方法展开命令或调用过程的值

[命令或调用过程]

使用`\`将特殊字符转义

使用如下方法展开`[]`、`$`、`\`语句的内容

"要展开使用内容"

使用如下方法将内容作为一个整体使用（但内部的特殊字符不会被展开或转义）

{作为整体使用的内容}

### 表达式 ###

使用`expr`表示后面的式子是数学表达式

**Tcl默认精度是12位**，可以使用`tcl_precision`改变精度

#!/usr/bin/tclsh
    
    set variableA "10"
    set tcl_precision 5
    set result [expr $variableA / 9.0];
    puts $result # 输出 1.1111

### 赋值 ###

使用`set`对变量进行赋值，使用`$`引用变量

综合示例如下：

#!/usr/bin/tclsh
    set a 114514; # 把114514赋值给a
    set b {$a}; # 把$a赋值给b
    
    puts "test!"; # 打印出test!
    puts a; # 打印出字符a
    puts $a; # 打印出114514
    puts $b; #打印出$a 注意并不是114514

字符串赋值见Tcl数据类型

### 运算符 ###

1.  算术运算符

支持+ - \* / %

与c一样

1.  关系运算符

与c一样

1.  逻辑运算符

与c一样

1.  位运算符

与c一样

1.  三元运算符

与c一样

1.  运算符优先级

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>分类</th> 
   <th>运算符</th> 
   <th>结合性</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>正负号</td> 
   <td>+ -</td> 
   <td>Right to left</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>乘除法</td> 
   <td>* / %</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>加减法</td> 
   <td>+ -</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>移位</td> 
   <td>&lt;&lt; &gt;&gt;</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>关系</td> 
   <td>&lt; &lt;= &gt; &gt;=</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位与</td> 
   <td>&amp;</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位异或</td> 
   <td>^</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>位或</td> 
   <td>|</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Logical AND</td> 
   <td>&amp;&amp;</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>逻辑或</td> 
   <td>||</td> 
   <td>Left to right</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>三元</td> 
   <td>?:</td> 
   <td>Right to left</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

总体上来说和c语言运算符一致

### 控制语句 ###

Tcl的if语法如下：

if {布尔表达式} {
    	# 表达式
    } else if {布尔表达式} {
    	# 表达式
    } else if {布尔表达式} {
    	# 表达式
    } else if {布尔表达式} {
    	# 表达式
    } else {
    	# 表达式
    }

和c语言不能说差别不大，只能说完全一样

甚至也可以使用switch语句

switch switchingString {
       matchString1 {
          body1
       }
       matchString2 {
          body2
       }
    ...
       matchStringn {
          bodyn
       }
    }

switch语句也可以嵌套

循环语句则分成2种，和c语言一样的for与while，但是没有do while

while {condition} {
       statement(s)
    }
    
    for {initialization} {condition} {increment} {
       statement(s);
    }

### 函数 ###

Tcl支持自定义函数，称为**过程**，语法如下

proc 过程名 {参数1 参数2 ...}
    {	过程体
    return 返回值}

参数之间用空白格分开

函数支持递归调用

不支持在函数内部定义函数

### 正则表达式 ###

Tcl支持内嵌正则表达式，**正则表达式以命令形式使用**

#!/usr/bin/tclsh
    
    regexp {([A-Z,a-z]*)} "Tcl Tutorial" a b 
    puts "Full Match: $a"
    puts "Sub Match1: $b"
    # 输出如下
    Full Match:Tcl
    Sub Match1:Tcl

Tcl提供了一些参数用于简便使用正则表达式

*  \-nocase 忽略大小写
 *  \-indices 匹配子模式，而不是匹配字符存储的位置
 *  \-line 新行敏感匹配。换行后忽略字符
 *  \-start index 搜索模式开始设置偏移