嵌入式Linux的ARM移植实例研究

应用实例的编写实际上已经不属于Linux操作系统移植的范畴，但是为了保证本系列文章的完整性，这里提供一系列针对嵌入式Linux开发应用程序的实例。
　　编写Linux应用程序要用到如下工具：
　　（1）编译器：GCC
　　GCC是Linux平台下最重要的开发工具，它是GNU的C和C++编译器，其基本用法为：gcc［options］［filenames］。
　　我们应该使用arm-linux-gcc。
　　（2）调试器：GDB
　　gdb是一个用来调试C和C++程序的强力调试器，我们能通过它进行一系列调试工作，包括设置断点、观查变量、单步等。
　　我们应该使用arm-linux-gdb。
　　（3）Make
　　GNUMake的主要工作是读进一个文本文件，称为makefile。这个文件记录了哪些文件由哪些文件产生，用什么命令来产生。Make依靠此makefile中的信息检查磁盘上的文件，如果目的文件的创建或修改时间比它的一个依靠文件旧的话，make就执行相应的命令，以便更新目的文件。
　　Makefile中的编译规则要相应地使用arm-linux-版本。
　　（4）代码编辑
　　可以使用传统的vi编辑器，但最好采用emacs软件，它具备语法高亮、版本控制等附带功能。
　　在宿主机上用上述工具完成应用程序的开发后，可以通过如下途径将程序下载到目标板上运行：
　　（1）通过串口通信协议rz将程序下载到目标板的文件系统中（感谢Linux提供了rz这样的一个命令）；
　　（2）通过ftp通信协议从宿主机上的ftp目录里将程序下载到目标板的文件系统中；
　　（3）将程序拷入U盘，在目标机上mountU盘，运行U盘中的程序；
　　（4）如果目标机Linux使用NFS文件系统，则可以直接将程序拷入到宿主机相应的目录内，在目标机Linux中可以直接使用。
　　1.文件编程
　　Linux的文件操作API涉及到创建、打开、读写和关闭文件。
　　创建
　　intcreat（constchar*filename，mode_tmode）;
　　参数mode指定新建文件的存取权限，它同umask一起决定文件的最终权限（mode&umask），其中umask代表了文件在创建时需要去掉的一些存取权限。umask可通过系统调用umask（）来改变：
　　intumask（intnewmask）;
　　该调用将umask设置为newmask，然后返回旧的umask，它只影响读、写和执行权限。
　　打开
　　intopen（constchar*pathname，intflags）;
　　intopen（constchar*pathname，intflags，mode_tmode）;
　　读写
　　在文件打开以后，我们才可对文件进行读写了，Linux中提供文件读写的系统调用是read、write函数：
　　intread（intfd，constvoid*buf，size_tlength）;
　　intwrite（intfd，constvoid*buf，size_tlength）;
　　其中参数buf为指向缓冲区的指针，length为缓冲区的大小（以字节为单位）。函数read（）实现从文件描述符fd所指定的文件中读取length个字节到buf所指向的缓冲区中，返回值为实际读取的字节数。函数write实现将把length个字节从buf指向的缓冲区中写到文件描述符fd所指向的文件中，返回值为实际写入的字节数。
　　以O_CREAT为标志的open实际上实现了文件创建的功能，因此，下面的函数等同creat（）函数：
　　intopen（pathname，O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC，mode）;
　　定位
　　对于随机文件，我们可以随机的指定位置读写，使用如下函数进行定位：
　　intlseek（intfd，offset_toffset，intwhence）;
　　lseek（）将文件读写指针相对whence移动offset个字节。操作成功时，返回文件指针相对于文件头的位置。参数whence可使用下述值：
　　SEEK_SET：相对文件开头
　　SEEK_CUR：相对文件读写指针的当前位置
　　SEEK_END：相对文件末尾
　　offset可取负值，例如下述调用可将文件指针相对当前位置向前移动5个字节：
　　lseek（fd，-5，SEEK_CUR）;
　　由于lseek函数的返回值为文件指针相对于文件头的位置，因此下列调用的返回值就是文件的长度：
　　lseek（fd，0，SEEK_END）;
　　关闭
　　只要调用close就可以了，其中fd是我们要关闭的文件描述符：
　　intclose（intfd）;
　　下面我们来编写一个应用程序，在当前目录下创建用户可读写文件“example.txt”，在其中写入“HelloWorld”，关闭文件，再次打开它，读取其中的内容并输出在屏幕上：
　　#include
　　#include
　　#include
　　#include
　　#defineLENGTH100
　　main（）
　　{
　　intfd，len;
　　charstr［LENGTH］;
　　fd=open（“hello.txt”，O_CREAT|O_RDWR，S_IRUSR|S_IWUSR）;/*创建并打开文件*/
　　if（fd）
　　{
　　write（fd，“Hello，SoftwareWeekly”，strlen（“Hello，softwareweekly”））;
　　/*写入Hello，softwareweekly字符串*/
　　close（fd）;
　　}
　　fd=open（“hello.txt”，O_RDWR）;
　　len=read（fd，str，LENGTH）;/*读取文件内容*/
　　str［len］=‘’;
　　printf（“%sn”，str）;
　　close（fd）;
　　}
　　2.进程控制/通信编程
　　进程控制中主要涉及到进程的创建、睡眠和退出等，在Linux中主要提供了fork、exec、clone的进程创建方法，sleep的进程睡眠和exit的进程退出调用，另外Linux还提供了父进程等待子进程结束的系统调用wait。
　　fork
　　对于没有接触过Unix/Linux操作系统的人来说，fork是最难理解的概念之一，因为它执行一次却返回两个值，以前“闻所未闻”。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”）;
　　}
　　}
　　执行结果为：
　　Thisischildprocess
　　Thisischildprocess
　　Thisisparentprocess
　　Thisisparentprocess
　　fork在英文中是“分叉”的意思，一个进程在运行中，如果使用了fork，就产生了另一个进程，于是进程就“分叉”了。当前进程为父进程，通过fork（）会产生一个子进程。对于父进程，fork函数返回子程序的进程号而对于子程序，fork函数则返回零，这就是一个函数返回两次的本质。
　　exec
　　在Linux中可使用exec函数族，包含多个函数（execl、execlp、execle、execv、execve和execvp），被用于启动一个指定路径和文件名的进程。exec函数族的特点体现在：某进程一旦调用了exec类函数，正在执行的程序就被干掉了，系统把代码段替换成新的程序（由exec类函数执行）的代码，并且原有的数据段和堆栈段也被废弃，新的数据段与堆栈段被分配，但是进程号却被保留。也就是说，exec执行的结果为：系统认为正在执行的还是原先的进程，但是进程对应的程序被替换了。