嵌入式linux系统cgi程序设计技术 |
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来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：广东工业大学 郑 伟 徐荣华 王钦若
摘要：在详细介绍一种嵌入式Web服务器BOA的实现与配置方法的基础上，以一个Web在线远程监控GPIO（通用输入/输出）的程序为实例，介绍嵌入式Linux系统下CPU程序设计技术。 关键词：嵌入式系统Linux BOA CGI GPIO1 概述随着互联网应用的普及，越来越多的信息化产品需要接入互联网通过Web页面进行远程访问。嵌入式Web系统提供了一种经济、实用的互联网嵌入式接入方案。这里结合一种嵌入式Web Server BOA来介绍嵌入式Linux系统下的CGI程序设计技术。2 Web Server BOA的实现与配置2.1 uClinux下，主要有三个Web Server:HTTPD、THTTPD和BOA。HTTPD是最简单的一个Web Server,它的功能最弱，不支持认证，不支持CGI。THTTPD和BOA都支持认证、CGI等，功能都比较全。BOA是一个单任务的小型HTTP服务器，源代码开放、性能优秀，特别适合应用在嵌入式系统中。目前的uClinux的代码中已经包含BOA的源代码。在uClinux下实现BOA，只需要对BOA做一些配置和修改。以下是配置的过程。（1）编译BOA到内核首先，需要把BOA编译到内核，即执行make menuconfig，在应用程序选单中network application项下面选择boa。该操作需要重新编译内核。（2）编制配置文件boa.conf在Linux操作系统下，应用程序的配置都是以配置文件的形式提供的，一般都是放在目标板/etc/目录下或者/etc/config目录下。但boa的配置文件boa.cont一般都旋转在目标板/home/httpd/目录下。例如，一个典型的boa.conf文件格式如下：ServerName Samsung-ARMDocumentRoot/home/httpdScriptAlias/cgi-bin/home/httpd/cgi-bin/ScriptAlias/index.html/home/httpd/index.html它指定了HTML页面必须放到/home/httpd目录下，cgi外部扩展程序必须放到/home/httpd/cgi-bin目录下。（3）编译烧写内核重新编译内核后，通过烧写工具烧写内核，就可以在PC上通过IE浏览器访问开发板上的Web Server。例如，输入开发板的IP地址http://192.168.0.101，即可访问到自己做的网页index.html了。并且，通过编写CGI外部扩展程序，可以实现动态Web技术，下面将详细介绍。2．2 具有MMU平台的Linux下B0A的实现与配置对于有MMU（内存管理单元）的平台，如armlinux和ppclinux，可以到网上下载一个主流版本的boa发行包。因为是运行在目标系统，所以要用交叉编译工具编译，即需要修改boa/src/Makefile里面的编译器。例如：CC=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-gccCPP=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-g++然后直接在boa/src目录下执行make，即可生成BOA可执行文件；将其编译入内核，并烧写到存储设备，就可以实现访问BOA服务器。3 CGI程序设计技术CGI（Common Gateway Interface）是外部应用扩展应用程序与WWW服务器交互的一个标准接口。按照CGI标准编写的外部扩展应用程序可以处理客户端浏览器输入的数据，从而完成客户端与服务器的交互操作。而CGI规范就定义了Web服务器如何向扩展应用程序发送消息，在收到扩展应用程序的信息后又如何进行处理等内容。通过CGI可以提供许多静态的HTML网页无法实现的功能，比如搜索引擎、基于Web的数据库访问等等。3．1 工作原理（1）WWW和CGI的工作原理HTTP协议是WWW的基础，它基于客户/服务器模型，一个服务器可以为分布在网络中处的客户提供服务；它是建立在TCP/IP协议之上的“无连接”协议，每次连接只处理一个请求。在服务器上，运行产着一个守护进程对端口进行监听，等待来自客户的请求。当一个请求到来时，将创建一个子进程为用户的连接服务。根据请求的不同，服务器返回HTML文件或者通过CGI调用外部应用程序，返回处理结果。服务器通过CGI与外部程序和脚本之间进行交互，根据客户端在进行请求时所采取的方法，服务器会收集客户所提供的信息，并将该部分信息发送给指定的CGI扩展程序。CGI扩展程序进行信息处理并将结果返回服务器，然后服务器对信息进行分析，并将结果发送回客户端。外部CGI程序与WWW服务器进行通信、传递有关参数和处理结果是通过环境变量、命令行参数和标准输入来进行的。服务器提供了客户端（浏览器）与CGI扩展程序之间的信息交换的通道。CGI的标准输入是服务器的标准输出，而CGI的标准输出是服务器的标准输入。客户的请求通过服务器的标准输出传送给CGI的标准输入，CGI对信息进行处理后，将结果发送到它的标准输入，然后由服务器将处理结果发送给客户端。（2）URL编码客户端浏览器向服务器发送数据采用编码的形式进行。该编码就是CRL编码。编码的主要工作是表单域的名字和值的转义，具体的做法为：每一对域和值里的空格都会被替换为一个加号（+）字符，不是字母或数字的字符将被替换为它们的十六进制数字形式，格式为%HH。HH是该字符的ASCII十六进制值。
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标签将被替换为“%0D%0A”。信息是按它们在表单里出现的顺序排列的。数据域的名字和数据域的值通过等号（=）字符连在一起。各对名/值再通过“&”字符连接在一起。经过这些编码处理之后，表单信号就整个成为一个连续的字符流，里面包含着将被送往服务器的全部信息。因为表单输入信息都是经过编码后传递给脚本程序的，所以CGI扩展程序在使用这些参数之前必须对它们进行解码。3．2 CGI外部扩展程序编制服务器程序可以通过三种途径接收信息：环境变量、命令行和标准输入。具体使用哪一种方法要由它调用的服务器脚本程序是/cgi/bin/cgi_gpio.cgi。CGI扩展程序中FORM表单的解码可参考如下程序：/*function getPOSTvars*/char **getPOSTvars(){int i;int content_length;char **postvars;char *postinput;char **pairlist;int paircount=0;chr *nvpair;char *eqpos;postinput=getenv("CONTENT_LENGTH");//获取传送给程序数据的字节数if(!postinput)exit();if(!content_length=atoi(postinput))) //获取信息长度exit(1);if(!(postinput=(char*)malloc(content_length+1)))exit(1);if(!fread(postinput,content_length,1,stadin))exit(1);postinput[content_length]='0';for(i=0;postinput[i];i++)if(postinput[i]=='+')postinput[i]=''; //对加易进行处理pairlist=(char **)malloc(256*sizeof(char **));paircount=0;nvpair=strtok(postinput,"&");//从出现“&”字符的位置把信息分段，然后对结果依次处理while (nvpair){pairlist[paircount++]=strdup(nvpair);if(!(paircount%256))pairlist=(char**)realloc(pairlist,(paircount+256)*sizeof(char**));nvpair=strtok(NULL,"&");}pairlist[paircount]=0;postvars=(char**)malloc((paircount*2+1)*sizeof(char **));for(i=0;i
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