Tcl脚本语法简介

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"
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在shell中如下执行：

$ tclsh hello.tcl # Unix
> tclsh hello.tcl # Windows
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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
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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]
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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
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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
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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）
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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
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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
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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
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输出如下：

$ black
$ white
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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
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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]
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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
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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
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如下方法展开命令或调用过程的值

[命令或调用过程]
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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"
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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}
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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
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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
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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

2. 关系运算符

与c一样

3. 逻辑运算符

与c一样

4. 位运算符

与c一样

5. 三元运算符

与c一样

6. 运算符优先级

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
}
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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
   }
}
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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);
}
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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}
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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
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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