資料介紹
應(yīng)用實(shí)例的編寫實(shí)際上已經(jīng)不屬于Linux操作系統(tǒng)移植的范疇,但是為了保證本系列文章的完整性,這里提供一系列針對(duì)嵌入式Linux開發(fā)應(yīng)用程序的實(shí)例。
編寫Linux應(yīng)用程序要用到如下工具:
(1)編譯器:GCC
GCC是Linux平臺(tái)下最重要的開發(fā)工具,它是GNU的C和C++編譯器,其基本用法為:gcc[options][filenames]。
我們應(yīng)該使用arm-linux-gcc。
(2)調(diào)試器:GDB
gdb是一個(gè)用來調(diào)試C和C++程序的強(qiáng)力調(diào)試器,我們能通過它進(jìn)行一系列調(diào)試工作,包括設(shè)置斷點(diǎn)、觀查變量、單步等。
我們應(yīng)該使用arm-linux-gdb。
(3)Make
GNUMake的主要工作是讀進(jìn)一個(gè)文本文件,稱為makefile。這個(gè)文件記錄了哪些文件由哪些文件產(chǎn)生,用什么命令來產(chǎn)生。Make依靠此makefile中的信息檢查磁盤上的文件,如果目的文件的創(chuàng)建或修改時(shí)間比它的一個(gè)依靠文件舊的話,make就執(zhí)行相應(yīng)的命令,以便更新目的文件。
Makefile中的編譯規(guī)則要相應(yīng)地使用arm-linux-版本。
(4)代碼編輯
可以使用傳統(tǒng)的vi編輯器,但最好采用emacs軟件,它具備語法高亮、版本控制等附帶功能。
在宿主機(jī)上用上述工具完成應(yīng)用程序的開發(fā)后,可以通過如下途徑將程序下載到目標(biāo)板上運(yùn)行:
(1)通過串口通信協(xié)議rz將程序下載到目標(biāo)板的文件系統(tǒng)中(感謝Linux提供了rz這樣的一個(gè)命令);
(2)通過ftp通信協(xié)議從宿主機(jī)上的ftp目錄里將程序下載到目標(biāo)板的文件系統(tǒng)中;
(3)將程序拷入U(xiǎn)盤,在目標(biāo)機(jī)上mountU盤,運(yùn)行U盤中的程序;
(4)如果目標(biāo)機(jī)Linux使用NFS文件系統(tǒng),則可以直接將程序拷入到宿主機(jī)相應(yīng)的目錄內(nèi),在目標(biāo)機(jī)Linux中可以直接使用。
1.文件編程
Linux的文件操作API涉及到創(chuàng)建、打開、讀寫和關(guān)閉文件。
創(chuàng)建
intcreat(constchar*filename,mode_tmode);
參數(shù)mode指定新建文件的存取權(quán)限,它同umask一起決定文件的最終權(quán)限(mode&umask),其中umask代表了文件在創(chuàng)建時(shí)需要去掉的一些存取權(quán)限。umask可通過系統(tǒng)調(diào)用umask()來改變:
intumask(intnewmask);
該調(diào)用將umask設(shè)置為newmask,然后返回舊的umask,它只影響讀、寫和執(zhí)行權(quán)限。
打開
intopen(constchar*pathname,intflags);
intopen(constchar*pathname,intflags,mode_tmode);
讀寫
在文件打開以后,我們才可對(duì)文件進(jìn)行讀寫了,Linux中提供文件讀寫的系統(tǒng)調(diào)用是read、write函數(shù):
intread(intfd,constvoid*buf,size_tlength);
intwrite(intfd,constvoid*buf,size_tlength);
其中參數(shù)buf為指向緩沖區(qū)的指針,length為緩沖區(qū)的大小(以字節(jié)為單位)。函數(shù)read()實(shí)現(xiàn)從文件描述符fd所指定的文件中讀取length個(gè)字節(jié)到buf所指向的緩沖區(qū)中,返回值為實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)。函數(shù)write實(shí)現(xiàn)將把length個(gè)字節(jié)從buf指向的緩沖區(qū)中寫到文件描述符fd所指向的文件中,返回值為實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。
以O(shè)_CREAT為標(biāo)志的open實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了文件創(chuàng)建的功能,因此,下面的函數(shù)等同creat()函數(shù):
intopen(pathname,O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC,mode);
定位
對(duì)于隨機(jī)文件,我們可以隨機(jī)的指定位置讀寫,使用如下函數(shù)進(jìn)行定位:
intlseek(intfd,offset_toffset,intwhence);
lseek()將文件讀寫指針相對(duì)whence移動(dòng)offset個(gè)字節(jié)。操作成功時(shí),返回文件指針相對(duì)于文件頭的位置。參數(shù)whence可使用下述值:
SEEK_SET:相對(duì)文件開頭
SEEK_CUR:相對(duì)文件讀寫指針的當(dāng)前位置
SEEK_END:相對(duì)文件末尾
offset可取負(fù)值,例如下述調(diào)用可將文件指針相對(duì)當(dāng)前位置向前移動(dòng)5個(gè)字節(jié):
lseek(fd,-5,SEEK_CUR);
由于lseek函數(shù)的返回值為文件指針相對(duì)于文件頭的位置,因此下列調(diào)用的返回值就是文件的長度:
lseek(fd,0,SEEK_END);
關(guān)閉
只要調(diào)用close就可以了,其中fd是我們要關(guān)閉的文件描述符:
intclose(intfd);
下面我們來編寫一個(gè)應(yīng)用程序,在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建用戶可讀寫文件“example.txt”,在其中寫入“HelloWorld”,關(guān)閉文件,再次打開它,讀取其中的內(nèi)容并輸出在屏幕上:
#include
#include
#include
#include
#defineLENGTH100
main()
{
intfd,len;
charstr[LENGTH];
fd=open(“hello.txt”,O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR);/*創(chuàng)建并打開文件*/
if(fd)
{
write(fd,“Hello,SoftwareWeekly”,strlen(“Hello,softwareweekly”));
/*寫入Hello,softwareweekly字符串*/
close(fd);
}
fd=open(“hello.txt”,O_RDWR);
len=read(fd,str,LENGTH);/*讀取文件內(nèi)容*/
str[len]=‘’;
printf(“%sn”,str);
close(fd);
}
2.進(jìn)程控制/通信編程
進(jìn)程控制中主要涉及到進(jìn)程的創(chuàng)建、睡眠和退出等,在Linux中主要提供了fork、exec、clone的進(jìn)程創(chuàng)建方法,sleep的進(jìn)程睡眠和exit的進(jìn)程退出調(diào)用,另外Linux還提供了父進(jìn)程等待子進(jìn)程結(jié)束的系統(tǒng)調(diào)用wait。
fork
對(duì)于沒有接觸過Unix/Linux操作系統(tǒng)的人來說,fork是最難理解的概念之一,因?yàn)樗鼒?zhí)行一次卻返回兩個(gè)值,以前“聞所未聞”。先看下面的程序:
intmain()
{
inti;
if(fork()==0)
{
for(i=1;i《3;i++)
printf(“Thisischildprocessn”);
}
else
{
for(i=1;i《3;i++)
printf(“Thisisparentprocessn”);
}
}
執(zhí)行結(jié)果為:
Thisischildprocess
Thisischildprocess
Thisisparentprocess
Thisisparentprocess
fork在英文中是“分叉”的意思,一個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中,如果使用了fork,就產(chǎn)生了另一個(gè)進(jìn)程,于是進(jìn)程就“分叉”了。當(dāng)前進(jìn)程為父進(jìn)程,通過fork()會(huì)產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程。對(duì)于父進(jìn)程,fork函數(shù)返回子程序的進(jìn)程號(hào)而對(duì)于子程序,fork函數(shù)則返回零,這就是一個(gè)函數(shù)返回兩次的本質(zhì)。
exec
在Linux中可使用exec函數(shù)族,包含多個(gè)函數(shù)(execl、execlp、execle、execv、execve和execvp),被用于啟動(dòng)一個(gè)指定路徑和文件名的進(jìn)程。exec函數(shù)族的特點(diǎn)體現(xiàn)在:某進(jìn)程一旦調(diào)用了exec類函數(shù),正在執(zhí)行的程序就被干掉了,系統(tǒng)把代碼段替換成新的程序(由exec類函數(shù)執(zhí)行)的代碼,并且原有的數(shù)據(jù)段和堆棧段也被廢棄,新的數(shù)據(jù)段與堆棧段被分配,但是進(jìn)程號(hào)卻被保留。也就是說,exec執(zhí)行的結(jié)果為:系統(tǒng)認(rèn)為正在執(zhí)行的還是原先的進(jìn)程,但是進(jìn)程對(duì)應(yīng)的程序被替換了。
編寫Linux應(yīng)用程序要用到如下工具:
(1)編譯器:GCC
GCC是Linux平臺(tái)下最重要的開發(fā)工具,它是GNU的C和C++編譯器,其基本用法為:gcc[options][filenames]。
我們應(yīng)該使用arm-linux-gcc。
(2)調(diào)試器:GDB
gdb是一個(gè)用來調(diào)試C和C++程序的強(qiáng)力調(diào)試器,我們能通過它進(jìn)行一系列調(diào)試工作,包括設(shè)置斷點(diǎn)、觀查變量、單步等。
我們應(yīng)該使用arm-linux-gdb。
(3)Make
GNUMake的主要工作是讀進(jìn)一個(gè)文本文件,稱為makefile。這個(gè)文件記錄了哪些文件由哪些文件產(chǎn)生,用什么命令來產(chǎn)生。Make依靠此makefile中的信息檢查磁盤上的文件,如果目的文件的創(chuàng)建或修改時(shí)間比它的一個(gè)依靠文件舊的話,make就執(zhí)行相應(yīng)的命令,以便更新目的文件。
Makefile中的編譯規(guī)則要相應(yīng)地使用arm-linux-版本。
(4)代碼編輯
可以使用傳統(tǒng)的vi編輯器,但最好采用emacs軟件,它具備語法高亮、版本控制等附帶功能。
在宿主機(jī)上用上述工具完成應(yīng)用程序的開發(fā)后,可以通過如下途徑將程序下載到目標(biāo)板上運(yùn)行:
(1)通過串口通信協(xié)議rz將程序下載到目標(biāo)板的文件系統(tǒng)中(感謝Linux提供了rz這樣的一個(gè)命令);
(2)通過ftp通信協(xié)議從宿主機(jī)上的ftp目錄里將程序下載到目標(biāo)板的文件系統(tǒng)中;
(3)將程序拷入U(xiǎn)盤,在目標(biāo)機(jī)上mountU盤,運(yùn)行U盤中的程序;
(4)如果目標(biāo)機(jī)Linux使用NFS文件系統(tǒng),則可以直接將程序拷入到宿主機(jī)相應(yīng)的目錄內(nèi),在目標(biāo)機(jī)Linux中可以直接使用。
1.文件編程
Linux的文件操作API涉及到創(chuàng)建、打開、讀寫和關(guān)閉文件。
創(chuàng)建
intcreat(constchar*filename,mode_tmode);
參數(shù)mode指定新建文件的存取權(quán)限,它同umask一起決定文件的最終權(quán)限(mode&umask),其中umask代表了文件在創(chuàng)建時(shí)需要去掉的一些存取權(quán)限。umask可通過系統(tǒng)調(diào)用umask()來改變:
intumask(intnewmask);
該調(diào)用將umask設(shè)置為newmask,然后返回舊的umask,它只影響讀、寫和執(zhí)行權(quán)限。
打開
intopen(constchar*pathname,intflags);
intopen(constchar*pathname,intflags,mode_tmode);
讀寫
在文件打開以后,我們才可對(duì)文件進(jìn)行讀寫了,Linux中提供文件讀寫的系統(tǒng)調(diào)用是read、write函數(shù):
intread(intfd,constvoid*buf,size_tlength);
intwrite(intfd,constvoid*buf,size_tlength);
其中參數(shù)buf為指向緩沖區(qū)的指針,length為緩沖區(qū)的大小(以字節(jié)為單位)。函數(shù)read()實(shí)現(xiàn)從文件描述符fd所指定的文件中讀取length個(gè)字節(jié)到buf所指向的緩沖區(qū)中,返回值為實(shí)際讀取的字節(jié)數(shù)。函數(shù)write實(shí)現(xiàn)將把length個(gè)字節(jié)從buf指向的緩沖區(qū)中寫到文件描述符fd所指向的文件中,返回值為實(shí)際寫入的字節(jié)數(shù)。
以O(shè)_CREAT為標(biāo)志的open實(shí)際上實(shí)現(xiàn)了文件創(chuàng)建的功能,因此,下面的函數(shù)等同creat()函數(shù):
intopen(pathname,O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC,mode);
定位
對(duì)于隨機(jī)文件,我們可以隨機(jī)的指定位置讀寫,使用如下函數(shù)進(jìn)行定位:
intlseek(intfd,offset_toffset,intwhence);
lseek()將文件讀寫指針相對(duì)whence移動(dòng)offset個(gè)字節(jié)。操作成功時(shí),返回文件指針相對(duì)于文件頭的位置。參數(shù)whence可使用下述值:
SEEK_SET:相對(duì)文件開頭
SEEK_CUR:相對(duì)文件讀寫指針的當(dāng)前位置
SEEK_END:相對(duì)文件末尾
offset可取負(fù)值,例如下述調(diào)用可將文件指針相對(duì)當(dāng)前位置向前移動(dòng)5個(gè)字節(jié):
lseek(fd,-5,SEEK_CUR);
由于lseek函數(shù)的返回值為文件指針相對(duì)于文件頭的位置,因此下列調(diào)用的返回值就是文件的長度:
lseek(fd,0,SEEK_END);
關(guān)閉
只要調(diào)用close就可以了,其中fd是我們要關(guān)閉的文件描述符:
intclose(intfd);
下面我們來編寫一個(gè)應(yīng)用程序,在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建用戶可讀寫文件“example.txt”,在其中寫入“HelloWorld”,關(guān)閉文件,再次打開它,讀取其中的內(nèi)容并輸出在屏幕上:
#include
#include
#include
#include
#defineLENGTH100
main()
{
intfd,len;
charstr[LENGTH];
fd=open(“hello.txt”,O_CREAT|O_RDWR,S_IRUSR|S_IWUSR);/*創(chuàng)建并打開文件*/
if(fd)
{
write(fd,“Hello,SoftwareWeekly”,strlen(“Hello,softwareweekly”));
/*寫入Hello,softwareweekly字符串*/
close(fd);
}
fd=open(“hello.txt”,O_RDWR);
len=read(fd,str,LENGTH);/*讀取文件內(nèi)容*/
str[len]=‘’;
printf(“%sn”,str);
close(fd);
}
2.進(jìn)程控制/通信編程
進(jìn)程控制中主要涉及到進(jìn)程的創(chuàng)建、睡眠和退出等,在Linux中主要提供了fork、exec、clone的進(jìn)程創(chuàng)建方法,sleep的進(jìn)程睡眠和exit的進(jìn)程退出調(diào)用,另外Linux還提供了父進(jìn)程等待子進(jìn)程結(jié)束的系統(tǒng)調(diào)用wait。
fork
對(duì)于沒有接觸過Unix/Linux操作系統(tǒng)的人來說,fork是最難理解的概念之一,因?yàn)樗鼒?zhí)行一次卻返回兩個(gè)值,以前“聞所未聞”。先看下面的程序:
intmain()
{
inti;
if(fork()==0)
{
for(i=1;i《3;i++)
printf(“Thisischildprocessn”);
}
else
{
for(i=1;i《3;i++)
printf(“Thisisparentprocessn”);
}
}
執(zhí)行結(jié)果為:
Thisischildprocess
Thisischildprocess
Thisisparentprocess
Thisisparentprocess
fork在英文中是“分叉”的意思,一個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行中,如果使用了fork,就產(chǎn)生了另一個(gè)進(jìn)程,于是進(jìn)程就“分叉”了。當(dāng)前進(jìn)程為父進(jìn)程,通過fork()會(huì)產(chǎn)生一個(gè)子進(jìn)程。對(duì)于父進(jìn)程,fork函數(shù)返回子程序的進(jìn)程號(hào)而對(duì)于子程序,fork函數(shù)則返回零,這就是一個(gè)函數(shù)返回兩次的本質(zhì)。
exec
在Linux中可使用exec函數(shù)族,包含多個(gè)函數(shù)(execl、execlp、execle、execv、execve和execvp),被用于啟動(dòng)一個(gè)指定路徑和文件名的進(jìn)程。exec函數(shù)族的特點(diǎn)體現(xiàn)在:某進(jìn)程一旦調(diào)用了exec類函數(shù),正在執(zhí)行的程序就被干掉了,系統(tǒng)把代碼段替換成新的程序(由exec類函數(shù)執(zhí)行)的代碼,并且原有的數(shù)據(jù)段和堆棧段也被廢棄,新的數(shù)據(jù)段與堆棧段被分配,但是進(jìn)程號(hào)卻被保留。也就是說,exec執(zhí)行的結(jié)果為:系統(tǒng)認(rèn)為正在執(zhí)行的還是原先的進(jìn)程,但是進(jìn)程對(duì)應(yīng)的程序被替換了。
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