基于44B0平臺(tái)的uC-Linux Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)方法研究
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時(shí)間：2016-11-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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1. uCLinux簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux是一種很受歡迎的操作系統(tǒng)，它與UNIX系統(tǒng)兼容，開(kāi)放源代碼。它原本被設(shè)計(jì)為桌面系統(tǒng)，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于服務(wù)器領(lǐng)域。而更大的影響在于它正逐漸的應(yīng)用于嵌入式設(shè)備，uCLinux就是針對(duì)微控制領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的Linux系統(tǒng)。
uCLinux內(nèi)核的功能結(jié)構(gòu)與Linux基本相同，只是在對(duì)內(nèi)存管理和進(jìn)程管理方面進(jìn)行了改寫(xiě)，以滿(mǎn)足無(wú)MMU處理器的要求。uClinux由Linux2.0內(nèi)核發(fā)展而來(lái)，是專(zhuān)為沒(méi)有MMU的微處理器設(shè)計(jì)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。uClinux的內(nèi)核比Linux 2.0內(nèi)核小的多，但保留了Linux 操作系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性，優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)能力以及優(yōu)秀的文件系統(tǒng)支持。
因此，采用ARM+uCLinux平臺(tái)在獲得比單片機(jī)系統(tǒng)更強(qiáng)的處理能力和相對(duì)較低功耗的同時(shí)，也為嵌入式系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)提供了更為便利的途徑，這一點(diǎn)正是得益于Linux。
2. uCLinux下Web 服務(wù)器的選擇將嵌入式系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)，一般是為了提供一種系統(tǒng)與外界交互的途徑，由于網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，嵌入式系統(tǒng)一旦連接到網(wǎng)絡(luò)中，其所能提供的信息和獲得的信息都將成倍增加。為了更方便地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向外提供信息，必須為系統(tǒng)構(gòu)建Web 服務(wù)器。
uCLinux 環(huán)境下，主要有三個(gè)Web 服務(wù)器：httpd、thttpd和Boa。httpd是最簡(jiǎn)單的一個(gè)Web 服務(wù)器，它的功能最弱，不支持認(rèn)證，不支持CGI。如果Web 服務(wù)器僅需提供一些靜態(tài)頁(yè)面，例如簡(jiǎn)單的在線幫助、系統(tǒng)介紹等，完全可以用靜態(tài)服務(wù)器httpd來(lái)實(shí)現(xiàn)。thttpd和Boa都支持認(rèn)證、CGI等，功能都比較全。若需提高系統(tǒng)的安全性，或需要與用戶(hù)進(jìn)行交互，例如數(shù)據(jù)查詢(xún)、實(shí)時(shí)狀態(tài)查詢(xún)等，則必須使用動(dòng)態(tài)Web技術(shù)，可以選擇這兩種服務(wù)器之一來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3. uCLinux下靜態(tài)Web 服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)httpd 是最簡(jiǎn)單的一個(gè)web 服務(wù)器，只有幾百行代碼，功能較弱。它的一些簡(jiǎn)單配置需要在Makefile和httpd.c的內(nèi)部進(jìn)行，文件位于/bb40/uCLinux- dist/user/httpd/目錄下。Makefile中定義了缺省的documentDir為/home/httpd，缺省主頁(yè)面文件為 index.html。uCLinux20031103版本的httpd.c中的main函數(shù)有如下兩行程序：
chroot(HTTPD_DOCUMENT_ROOT);
其中第二行程序?qū)⒂绊懙綄?shí)際運(yùn)行結(jié)果，建議將該行程序直接指向index.html文件所在目錄。將頁(yè)面文件復(fù)制到bb40uCLinux-distromfshomehttpd下即可。
對(duì)uCLinux 進(jìn)行重新配置，并在用戶(hù)程序中選中httpd，編譯uCLinux內(nèi)核并下載到開(kāi)發(fā)板，在uclinx啟動(dòng)后通過(guò)httpd &命令即可啟動(dòng)服務(wù)器，如需自動(dòng)啟動(dòng)，在uCLinux-distvendorsSamsungS3C44B0目錄下的rc文件中加入同樣的命令即可。
4.動(dòng)態(tài)服務(wù)器與CGI目前實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Web頁(yè)面有多種技術(shù)可供選擇，CGI、ASP、PHP等技術(shù)在高端平臺(tái)上都能很好地實(shí)現(xiàn)用戶(hù)所需的功能。但在uCLinux下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，目前只能采用CGI。
CGI，Common Gate Interface，即通用網(wǎng)關(guān)接口，是一個(gè)連接外部應(yīng)用程序到服務(wù)器的標(biāo)準(zhǔn)。一個(gè)簡(jiǎn)單的靜態(tài)HTML文檔是沒(méi)有交互后臺(tái)程序，而CGI程序則可以實(shí)時(shí)執(zhí)行并輸出動(dòng)態(tài)信息。
使用CGI 需要一個(gè)輸入界面，一般就是一個(gè)包含了表單（FORM）的頁(yè)面。FORM在CGI中是最常被使用的輸入界面，它由一組標(biāo)簽所組成，目前的標(biāo)準(zhǔn)中，F(xiàn)ORM 的標(biāo)簽可分為三大類(lèi)：INPUT、SELECT以及TEXTAREA。在設(shè)置了一系列有關(guān)的標(biāo)簽后，每個(gè)FORM通常需要一個(gè)SUBMIT按鈕用來(lái)發(fā)送表單內(nèi)容。
當(dāng)用戶(hù)在客戶(hù)端按下FORM上的SUBMIT按鈕，瀏覽器(Browser)將客戶(hù)端輸入的參數(shù)傳回服務(wù)器，服務(wù)器啟動(dòng)指定的程序并將封裝的參數(shù)傳入，后臺(tái)程序依照傳入的參數(shù)完成指定的工作。如果此時(shí)有需要傳回結(jié)果的話(huà)，則程序會(huì)把結(jié)果傳回給服務(wù)器并發(fā)送到瀏覽器。
5.用boa實(shí)現(xiàn)uCLinux下的動(dòng)態(tài)Web 服務(wù)器用Boa來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)Web 服務(wù)器的方法較為復(fù)雜，主要通過(guò)boa.conf和mime.types進(jìn)行，具體過(guò)程如下：
Boa 的關(guān)鍵配置由boa.conf文件決定，該文件是一個(gè)文本文件，內(nèi)部除了各項(xiàng)設(shè)置還包含了詳細(xì)的注釋和說(shuō)明。Boa.conf文件的注釋中首先指出，為了在用戶(hù)訪問(wèn)Web時(shí)服務(wù)器能確定根目錄的位置，需要指定服務(wù)器的根目錄路徑服務(wù)器_ROOT。uCLinux-distuserboasrc目錄下的define.h定義了服務(wù)器的根目錄路徑，通過(guò)修改define.h文件中#define ERVER_ROOT /home語(yǔ)句來(lái)指定服務(wù)器_ROOT。在uCLinux啟動(dòng)后通過(guò)命令行也可以指定該路徑，且命令行所指定的路徑具有更高的優(yōu)先級(jí)，命令參數(shù)為-c加上欲指向的根目錄路徑，例如該文件中提供的例子：boa -c /usr/local/boa。
下面來(lái)配置一個(gè)簡(jiǎn)單的boa服務(wù)器。在uCLinux-distuserboasrcboa.conf里進(jìn)行如下修改：
l
將user root改為User 0；
l
將Group root改為Group 0；
l
將DocumentRoot/etc改為DocumentRoot/home；
l
將MimeTypes/etc/mime.types改為MimeTypes/home/mime.types；
l
將#AddType application/x-httpd-cgi cgi前面的#去掉使系統(tǒng)可以支持cgi方式；
l
定義CGI程序所在目錄：ScriptAlias/cgi-bin/ /home/cgi-bin/；
這樣配置后的boa服務(wù)器將/home目錄作為服務(wù)器的根目錄，cgi程序位于honecgi-bin目錄下，默認(rèn)頁(yè)面文件為homeindex.html。
Boa.conf文件的注釋中指出，boa.conf文件和mime.types文件必須放到Web服務(wù)器根目錄下，本例中把mime.types和修改后的bao.conf復(fù)制到uCLinux-distromfshome目錄下。
在編譯uCLinux 內(nèi)核前還要通過(guò)修改uCLinux-distvendorsSamsungS3C44B0目錄下的makefile文件來(lái)建立cgi二進(jìn)制文件將要被存放到的目錄。在ROMFS_DIRS=bin dev etc home lib mnt proc usr var的后邊增加home/cgi-bin，這樣修改后編譯內(nèi)核，編譯后生成的根文件系統(tǒng)bb40uCLinux-distromfs中將增加一個(gè) homecgi-bin目錄。
對(duì)uCLinux 進(jìn)行重新配置，并在用戶(hù)程序中選中boa項(xiàng)，編譯uCLinux內(nèi)核并下載到開(kāi)發(fā)板，在uclinx啟動(dòng)后，通過(guò)boa
6.一個(gè)通過(guò)動(dòng)態(tài)Web頁(yè)面訪問(wèn)遠(yuǎn)程溫度傳感器的例子下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)uCLinux下的動(dòng)態(tài)Web頁(yè)面技術(shù)。
首先建立一個(gè)簡(jiǎn)單的表單頁(yè)面：
CGI 規(guī)定，GET方式下的表單被發(fā)送到服務(wù)器后，表單中的數(shù)據(jù)被保存在QUERY_STRING環(huán)境變量中。這種表單的處理相對(duì)簡(jiǎn)單，只要讀取環(huán)境變量就可以了。在CGI程序中使用庫(kù)函數(shù)getenv來(lái)把環(huán)境變量的值作為一個(gè)字符串來(lái)讀取，在取得了字符串中的數(shù)據(jù)后，就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行需要的處理。CGI程序完成處理后的輸出被重定向到客戶(hù)瀏覽器，用戶(hù)通過(guò)瀏覽器就可以看到相關(guān)結(jié)果。請(qǐng)注意，在ACTION后面所指向的CGI文件并沒(méi)有擴(kuò)展名。
下面就是處理這個(gè)表單的CGI程序mycgi.c：
＃i nclude
＃i nclude
int main(void){
char *data;
long m;
printf("Content-Type:text/html%c%c",10,10);
printf("
printf("
房間溫度
");data = getenv("QUERY_STRING");
if(sscanf(data,"m=%ld",&m)!=1)
printf("
錯(cuò)誤！輸入數(shù)據(jù)非法。表單中必須輸入1～10的數(shù)字。");
else
printf("
%ld號(hào)房間的溫度是：%ld度。",m,readtempr(m));
return 0;
}
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