CN115185539B - 一种生成可执行动态链接库文件方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种生成可执行动态链接库文件方法、装置及存储介质，该方法包括：构建仿真模型并生成数学模型文件；将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法；使用目标语言编译器对数学模型文件进行编译；在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化；在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数；执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。本申请公开的方法实现了通过目标语言编译器生成可执行动态链接库文件。

Description

一种生成可执行动态链接库文件方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及控制仿真调度技术领域，尤其涉及一种生成可执行动态链接库文件方法、装置及存储介质。

背景技术

Simulink是基于MATLAB的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，广泛应用于空气动力学、导航制导、通讯、电子、机械、热力学等诸多领域。Simulink自带的RTW（Real-Time Workshop，实时工作空间）是一种基于Simulink的代码自动生成环境，能够从仿真模型生成优化的可移植的嵌入式实时代码和可定制的ANSI C代码。

ert_shrlib.tlc为嵌入式实时目标共享库，其支持的系统目标文件为嵌入式编码器（适用于PC或UNIX平台）。目前生成动态链接库文件的其中一种方法为：将路径添加到系统环境变量中，进行相应的操作能够直接进行编译，然后生成动态链接库文件，但是所生成的动态链接库文件为不可直接执行文件。一些情况下，需要将制作完成的仿真模型封装为可执行动态链接库文件。但是，目前仅通过ert_shrlib.tlc文件对模型文件进行的编译仅仅会在模型文件中编译相应的c语言代码，并不能够生成动态链接库文件，也不可执行。

发明内容

在本申请实施例中，通过提供一种生成可执行动态链接库文件方法、装置及存储介质，解决了目前仅通过ert_shrlib.tlc文件对模型文件进行的编译不能够直接生成可执行动态链接库文件的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种生成可执行动态链接库文件方法，该方法包括：构建仿真模型并生成数学模型文件；将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法；使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译；在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化；在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数；执行编译生成的批处理文件生成动态链接库文件。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法之前，所述方法还包括：运行所述数学模型文件；对所述数学模型进行修改，直至仿真结果与预期效果一致。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译，包括：运用ERT将所述数学模型文件生成rtw文件；使用所述目标语言编译器对所述rtw文件进行编译。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，包括：在编译生成的所述头文件中将所述内存分配错误提示赋予为字符串类型。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述仿真模型中构建树型结构的接口驱动。

第二方面，本申请实施例提供了一种生成可执行动态链接库文件装置，该装置包括：生成模块，用于构建仿真模型并生成数学模型文件；设置模块，用于将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法；编译模块，用于使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译；赋予模块，用于在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化；添加模块，用于在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数；执行模块，用于执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：模型调试模块，用于运行所述数学模型文件；对所述仿真模型进行修改，直至仿真结果与预期效果一致。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述编译模块具体用于：运用ERT将所述数学模型文件生成rtw文件；使用所述目标语言编译器对所述rtw文件进行编译。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述赋予模块具体用于：在编译生成的所述头文件中将所述内存分配错误提示赋予为字符串类型。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：构建接口驱动模块，用于在所述仿真模型中构建树型结构的接口驱动。

第三方面，本申请实施例提供了一种生成可执行动态链接库文件服务器，包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令；所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现以实现第一方面或第一方面任一种可能的实现方式所述的方法。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供了一种生成可执行动态链接库文件方法，该方法在实施时，首先构建仿真模型并生成数学模型文件，然后进行选项设置，将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法，使用目标语言编译器对数学模型文件进行编译，并且在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型使其具体化，以及在编译生成的模块定义文件中添加模型名称的动态初始化函数，最后执行批处理文件，从而实现了通过目标语言编译器生成可执行动态链接库文件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的生成可执行动态链接库文件方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的对仿真模型进行调试的流程图；

图3为本申请实施例提供的对数学模型文件进行编译的具体流程图；

图4为本申请实施例提供的构造N叉树的流程图；

图5为本申请实施例提供的遍历N叉树的流程图；

图6为本申请实施例提供的搜索N叉树的流程图；

图7为本申请实施例提供的生成可执行动态链接库文件装置的示意图；

图8为本申请实施例提供的生成可执行动态链接库文件服务器的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先对本申请实施例中涉及的相关技术或概念作简单介绍。

动态链接库（英文：Dynamic Link Library，简称：DLL），是微软公司在微软Windows操作系统中，实现共享函数库概念的一种方式。这些库函数的扩展名是.dll、.ocx（包含ActiveX控制的库）或者.drv（旧式的系统驱动程序）。

动态链接库文件，是一种不可执行的二进制程序文件，它允许程序共享执行特殊任务所必需的代码和其他资源。Windows操作系统所提供的DLL文件中包含了允许基于Windows操作系统的程序在Windows环境下操作的许多函数和资源。

slx形式的文件扩展名主要代表与新的SLX格式相关联的Simulink仿真模型文件(.slx)文件类型，SLX取代了以前的MDL格式，采用ZIP压缩可以实现更小的文件大小，具有更好的内化支持，并能实现增量加载。

在C语言中，结构体指的是一种数据结构，是C语言中聚合数据类型的一类。结构体可以被声明为变量、指针或数组等，用以实现较复杂的数据结构。结构体同时也是一些元素的集合，这些元素称为结构体的成员，且这些成员可以为不同的类型，成员一般用名字访问。

目标语言编译器（英文：Target Language Compiler，简称：TLC）是RTW的一个组件。它的优点是能够优化目标代码，提高仿真效率，满足实时仿真要求。

批处理文件，在DOS和Windows系统中，.bat文件是可执行文件，它由一系列命令构成，其中可以包含对其他程序的调用。这个文件的每一行都是一条DOS命令，可以使用DOS系统下的Edit或者Windows系统的记事本等任何文本文件编辑工具创建和修改批处理文件。

树家族是为了实现方便快捷的查找而存在的。树的高度是命中查找的一个不可抗拒的时间下限。在一定的数据条件下，树的高度和宽度是互相制约的。树家族中最简单的二叉树，尽管易于实现，却不能有实际的价值。而N叉树能够有效解决二叉树的不足，典型的N叉树包括：2-3-4树和B树。其中，二叉树中每个结点有一个数据项并且最多有两个子节点，如果允许树的每个节点可以有两个以上的子节点，那么这个树就称为N阶的多叉树，或者称为N叉树。

本申请实施例提供了一种生成可执行动态链接库文件方法，如图1所示，该方法包括步骤S101至S106。

S101：构建仿真模型并生成数学模型文件。

本申请实施例中，所构建的仿真模型为Simulink数学模型，所生成数学模型文件为.slx形式的数学模型文件。其中，Simulink是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，它与使用者的互动界面是基于Windows系统的模型化图形输入模式，因此使用者可以将更多的时间放在建立系统模型上，而不是在语言的编程上。

所谓模型化图形输入是指Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，使用者可以根据不同的功能来了解各个模块的功能，而不需要了解模块的具体结构，只要把这些模块连接在一起就可以建立相应的模型，并进行模拟和分析。

S102：将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法。

S103：使用目标语言编译器对数学模型文件进行编译。

具体地，本申请实施例中，通过使用目标语言编译器的联编文件ert_shrlib.tlc对数学模型文件进行模型编译工作。

图2为本申请实施例提供的对仿真模型进行修改的流程图，包括在实现步骤S103将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法之前的步骤S201至步骤S202。

S201：运行数学模型文件。

S202：对仿真模型进行修改，直至仿真结果与预期效果一致。

图3示例性地提供了一种使用目标语言编译器对数学模型文件进行编译的具体实现方式，包括步骤S301和步骤S302。

S301：运用ERT将数学模型文件生成rtw文件。所生成的rtw文件包含有仿真模型的数据类型、输入输出、内部逻辑等内容。

S302：使用目标语言编译器对rtw文件进行编译。

S104：在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化。

本申请实施例中，在RTW自动生成的头文件中将*RT_MEMORY_ALLOCATION_ERROR（内存分配错误）提示赋予为字符串类型。

S105：在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数。

其中，模块定义文件指.def文件。由于动态链接库为可复用的模型计算，其包含4个函数缺一不可，这4个函数为：初始化数据结构体、模型初始化、模型计算、模型结束释放函数。其中模型复用的基本要求为：模块化、通用化、独立于具体建模语言。模型复用包括模型描述实体复用与模型运行实体复用。模型管理是模型复用的前提与基础，其目的是便于模型应用，增加模型的生产力和扩展模型的应用领域与范围。模型复用涉及模型生命周期流程中模型建立、模型表示和模型生成等各个阶段。为了实现模型复用，各个阶段都应采取相应的策略与技术标准，保证模型从语义、结构到软件组件各个级别的复用。

这一步骤对在RTW中自动生成的def文件中手动添加所缺少的模型名称的动态初始化函数从而能够生成可执行动态链接库文件。

S106：执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。

因为先前使用目标语言编译器对已经自动生成的批处理文件进行了修改，所以在所有选项配置以及相关修改完成后，需要重新执行批处理文件，从而能够自动生成对应的可执行文件，即可执行动态链接库文件。

本申请实施例通过执行S101至S106，实现了通过目标语言编译器生成可执行动态链接库文件。

本申请实施例提供的方法还包括：在数据模型中构建树型结构的接口驱动。其中，本申请实施例中的树型结构具体为N叉树。

图4示出了本申请实施例提供的构造N叉树的一种具体实现方式，包括步骤S401至S408。

S401：对N叉树的树根类型和根节点进行声明并分配内存。

S402：进入初始化函数，初始化函数的实际参数是根对象，将根保存为回溯点，将新的第一子集合节点添加到与根对象关联的子集合节点。

S403：启动遍历根节点子集合的循环，判断第一子集合节点是否具有合法的ID。

若第一子集合节点是合法节点，则执行S404：用第一子集合节点替换根对象。并在执行完S404后，返回S401。

若第一子集合节点不是合法节点，则执行S405：判断根节点下面的第一子集合节点是否存在其他兄弟节点。

若S405判断结果为是，则执行S406：在根节点下添加一个第二子集合节点做为第一子集合节点的兄弟节点。

若S405判断结果为否，则执行S407：则跳出当前循环，结束当前程序。

遍历N叉树有四种方法：前序遍历、中序遍历、后序遍历和层序遍历。本申请实施例提供一种前序遍历的具体方法，如图5所示，包括步骤S501至S504。

S501：判断当前节点是否具有合法的ID。

若S501的判断结果为是，则执行S502至S504，并在执行S504后返回S501。

S502：输出当前节点信息。

S503：循环遍历当前节点子集合。

S504：将当前节点保存为回溯点，使用每个子集合中的节点替换当前节点。

若S501的判断结果为否，则执行S505：回溯到最后一个回溯点。

本申请实施例提供了一种搜索N叉树的具体实现方式，如图6所示，包括步骤S601至S605。

S601：判断当前节点是否具有合法的ID。

若S601的判断结果为是，则执行S602：判断当前节点所保存的对象的ID和name与函数参数中的ID和name是否能够进行匹配。

若S602的判断结果为是，则执行S603：输出当前节点信息，并且程序停止运行。

若S602的判断结果为否，则执行S604：从当前节点提取子集合，循环遍历子集合，将当前节点保存为回溯点，使用每一个子集合中的子集合节点代替步骤S601中的当前节点。执行完成S604后，返回S601。

若S601判断结果为否，则执行S605：回溯到最后一个回溯点。

在本申请实施例中，在仿真模型中构建树型结构的接口驱动可以在接口传输处理时对整体系统的数据进行交互，其本质是以树的形式进行存储、查找和提取数据。一般情况下，递归结构可以实现构造、访问和搜索等功能。本申请实施例中使用树的形式对相关数据进行处理时的好处为只需要寻找相关节即可完成相关数据的处理，从而能够降低数据交互解析的时间，解决了在相关数据处理时出现的时延现象问题。

虽然本申请实施例提供了以上的方法步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。另外，本申请实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在该生成可执行动态链接库文件方法执行时，可以按照本实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行（例如并行处理器或者多线程处理的环境）。

本申请实施例还提供了一种生成可执行动态链接库文件装置700，如图7所示，该装置包括：生成模块701、设置模块702、编译模块703、赋予模块704、添加模块705和执行模块706。

生成模块用于构建仿真模型并生成数学模型文件。

设置模块用于将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法。

编译模块用于使用目标语言编译器对数学模型文件进行编译。具体用于：运用ERT将数学模型文件生成rtw文件；使用目标语言编译器对rtw文件进行编译。

赋予模块用于在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化。具体用于：在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予为字符串类型。

添加模块用于在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数。

执行模块用于执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。

本申请实施例提供的生成可执行动态链接库文件装置700还包括：模型调试模块，用于运行数学模型文件；对仿真模型进行修改，直至仿真结果与预期效果一致。

进一步地，本申请实施例提供的生成可执行动态链接库文件装置700还包括：构建接口驱动模块，用于在仿真模型中构建树型结构的接口驱动。

本申请实施例所述装置中的部分模块可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

如图8所示，本申请实施例还提供了一种生成可执行动态链接库文件服务器，包括存储器801和处理器802；存储器801用于存储计算机可执行指令；处理器802用于执行计算机可执行指令，以实现本申请实施例以上所述的生成可执行动态链接库文件方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现以实现本申请实施例以上所述的生成可执行动态链接库文件方法。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的硬件的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，也可以通过数据迁移的实施过程中体现出来。该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等）执行本申请实施例所述的方法。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。本申请的全部或者部分可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种生成可执行动态链接库文件方法，其特征在于，包括：

构建仿真模型并生成数学模型文件；

将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法；

使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译；

所述使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译，包括：运用ERT将所述数学模型文件生成rtw文件；使用所述目标语言编译器对所述rtw文件进行编译；

在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化；

在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数；

执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法之前，所述方法还包括：

运行所述数学模型文件；

对所述仿真模型进行修改，直至仿真结果与预期效果一致。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，包括：

在编译生成的所述头文件中将所述内存分配错误提示赋予为字符串类型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述仿真模型中构建树型结构的接口驱动。

5.一种生成可执行动态链接库文件装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于构建仿真模型并生成数学模型文件；

设置模块，用于将代码生成选项设置为基于结构体的可复用模型，制定结构体中保存输入输出，提供动态内存分配方法；

编译模块，用于使用目标语言编译器对所述数学模型文件进行编译；所述编译模块具体用于：运用ERT将所述数学模型文件生成rtw文件；使用所述目标语言编译器对所述rtw文件进行编译；

赋予模块，用于在编译生成的头文件中将内存分配错误提示赋予类型，使其具体化；

添加模块，用于在编译生成的模块定义文件中，添加模型名称的动态初始化函数；

执行模块，用于执行编译生成的批处理文件生成可执行动态链接库文件。

6.一种生成可执行动态链接库文件服务器，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机可执行指令；

所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现权利要求1-4任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

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