嵌入式Linux的ARM移植實例研究

應用實例的編寫實際上已經不屬于Linux操作系統移植的范疇，但是為了保證本系列文章的完整性，這里提供一系列針對嵌入式Linux開發應用程序的實例。
　　編寫Linux應用程序要用到如下工具：
　?。?）編譯器：GCC
　　GCC是Linux平臺下最重要的開發工具，它是GNU的C和C++編譯器，其基本用法為：gcc［options］［filenames］。
　　我們應該使用arm-linux-gcc。
　?。?）調試器：GDB
　　gdb是一個用來調試C和C++程序的強力調試器，我們能通過它進行一系列調試工作，包括設置斷點、觀查變量、單步等。
　　我們應該使用arm-linux-gdb。
　?。?）Make
　　GNUMake的主要工作是讀進一個文本文件，稱為makefile。這個文件記錄了哪些文件由哪些文件產生，用什么命令來產生。Make依靠此makefile中的信息檢查磁盤上的文件，如果目的文件的創建或修改時間比它的一個依靠文件舊的話，make就執行相應的命令，以便更新目的文件。
　　Makefile中的編譯規則要相應地使用arm-linux-版本。
　?。?）代碼編輯
　　可以使用傳統的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。
　　在宿主機上用上述工具完成應用程序的開發后，可以通過如下途徑將程序下載到目標板上運行：
　?。?）通過串口通信協議rz將程序下載到目標板的文件系統中（感謝Linux提供了rz這樣的一個命令）；
　?。?）通過ftp通信協議從宿主機上的ftp目錄里將程序下載到目標板的文件系統中；
　?。?）將程序拷入U盤，在目標機上mountU盤，運行U盤中的程序；
　?。?）如果目標機Linux使用NFS文件系統，則可以直接將程序拷入到宿主機相應的目錄內，在目標機Linux中可以直接使用。
　　1.文件編程
　　Linux的文件操作API涉及到創建、打開、讀寫和關閉文件。
　　創建
　　intcreat（constchar*filename，mode_tmode）;
　　參數mode指定新建文件的存取權限，它同umask一起決定文件的最終權限（mode&umask），其中umask代表了文件在創建時需要去掉的一些存取權限。umask可通過系統調用umask（）來改變：
　　intumask（intnewmask）;
　　該調用將umask設置為newmask，然后返回舊的umask，它只影響讀、寫和執行權限。
　　打開
　　intopen（constchar*pathname，intflags）;
　　intopen（constchar*pathname，intflags，mode_tmode）;
　　讀寫
　　在文件打開以后，我們才可對文件進行讀寫了，Linux中提供文件讀寫的系統調用是read、write函數：
　　intread（intfd，constvoid*buf，size_tlength）;
　　intwrite（intfd，constvoid*buf，size_tlength）;
　　其中參數buf為指向緩沖區的指針，length為緩沖區的大?。ㄒ宰止潪閱挝唬?。函數read（）實現從文件描述符fd所指定的文件中讀取length個字節到buf所指向的緩沖區中，返回值為實際讀取的字節數。函數write實現將把length個字節從buf指向的緩沖區中寫到文件描述符fd所指向的文件中，返回值為實際寫入的字節數。
　　以O_CREAT為標志的open實際上實現了文件創建的功能，因此，下面的函數等同creat（）函數：
　　intopen（pathname，O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC，mode）;
　　定位
　　對于隨機文件，我們可以隨機的指定位置讀寫，使用如下函數進行定位：
　　intlseek（intfd，offset_toffset，intwhence）;
　　lseek（）將文件讀寫指針相對whence移動offset個字節。操作成功時，返回文件指針相對于文件頭的位置。參數whence可使用下述值：
　　SEEK_SET：相對文件開頭
　　SEEK_CUR：相對文件讀寫指針的當前位置
　　SEEK_END：相對文件末尾
　　offset可取負值，例如下述調用可將文件指針相對當前位置向前移動5個字節：
　　lseek（fd，-5，SEEK_CUR）;
　　由于lseek函數的返回值為文件指針相對于文件頭的位置，因此下列調用的返回值就是文件的長度：
　　lseek（fd，0，SEEK_END）;
　　關閉
　　只要調用close就可以了，其中fd是我們要關閉的文件描述符：
　　intclose（intfd）;
　　下面我們來編寫一個應用程序，在當前目錄下創建用戶可讀寫文件“example.txt”，在其中寫入“HelloWorld”，關閉文件，再次打開它，讀取其中的內容并輸出在屏幕上：
　　#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）;/*讀取文件內容*/
　　str［len］=‘’;
　　printf（“%sn”，str）;
　　close（fd）;
　　}
　　2.進程控制/通信編程
　　進程控制中主要涉及到進程的創建、睡眠和退出等，在Linux中主要提供了fork、exec、clone的進程創建方法，sleep的進程睡眠和exit的進程退出調用，另外Linux還提供了父進程等待子進程結束的系統調用wait。
　　fork
　　對于沒有接觸過Unix/Linux操作系統的人來說，fork是最難理解的概念之一，因為它執行一次卻返回兩個值，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”）;
　　}
　　}
　　執行結果為：
　　Thisischildprocess
　　Thisischildprocess
　　Thisisparentprocess
　　Thisisparentprocess
　　fork在英文中是“分叉”的意思，一個進程在運行中，如果使用了fork，就產生了另一個進程，于是進程就“分叉”了。當前進程為父進程，通過fork（）會產生一個子進程。對于父進程，fork函數返回子程序的進程號而對于子程序，fork函數則返回零，這就是一個函數返回兩次的本質。
　　exec
　　在Linux中可使用exec函數族，包含多個函數（execl、execlp、execle、execv、execve和execvp），被用于啟動一個指定路徑和文件名的進程。exec函數族的特點體現在：某進程一旦調用了exec類函數，正在執行的程序就被干掉了，系統把代碼段替換成新的程序（由exec類函數執行）的代碼，并且原有的數據段和堆棧段也被廢棄，新的數據段與堆棧段被分配，但是進程號卻被保留。也就是說，exec執行的結果為：系統認為正在執行的還是原先的進程，但是進程對應的程序被替換了。