湖北汽院嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實驗

實驗二嵌入式Linux多線程通信實驗程(thread)是在共享內(nèi)存空間中并發(fā)的多道執(zhí)行路徑，它們共享一個進程的資源，如文件描述和信號處理。P(S)：將信號量S的值減1,即S=S-1；如果S>0,則該進程繼續(xù)執(zhí)行；否則該進程狀態(tài)置為阻塞狀態(tài)，進程PCB排入信號量PCB隊列末尾，放棄CPU,等待V操作的執(zhí)行。V(S)：1將信號量S的值加1,即S=S+1；2如果S<0,釋放信號量隊列中第一個PCB所對應(yīng)的進程，將進程狀態(tài)111阻塞態(tài)改為就緒態(tài)。執(zhí)行V操作的進程繼續(xù)執(zhí)行。#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<pthread.h>#include<semaphore.h>#defineMAXSIZE10intstack[MAXSIZE];intsize=50;intfront=-l,rear=0;seni.tavail,full;//avail表示可用的空緩沖區(qū),full表示已存放產(chǎn)品的緩沖區(qū)〃生產(chǎn)者pthread_tprovider,customer,end;voidprovider_fun(void)//full表示已存放產(chǎn)品的緩沖區(qū){inti=l;sleep(5);while(i<=size)〃生產(chǎn)50個產(chǎn)品，需要放入到MAXSIZE個緩沖區(qū)中{sem_wait(&avail);//avail信號EP操作，表示將可用的空緩沖區(qū)個數(shù)減1stack[rear]=i;printf('*producethe%dproduct\nn,stack[rear]);rear=(rear+l)%MAXSIZE;i++；sleep(l);sem_post(&full);//full信號量V操作，表示將存放產(chǎn)品的緩沖區(qū)個數(shù)加1}pthread_exit(NULL);}〃消費者voidcustomer_fun(void)inti=l;while(i<=size){sem_wait(&full);//fulll信號量P操作，表示將存放產(chǎn)品的緩沖區(qū)個數(shù)減1front=(front+l)%MAXSIZE;printf(H\tconsumethe%dproduct\n,\stack[front]);stack[front]=0;sleep(2);sem_post(&avail);//avail信號量V操作，表示將可用的空緩沖區(qū)個數(shù)加1i++；}pthread_exit(NULL);}voidend_fun(void){charch;scanf(,,%c',,&ch);pthread_cancel(provider);pthread_cancel(customer);dpthread_exit(NULL);printf(nexit!\iin);}voidmain(){pthread_tprovider,customer;〃定義生產(chǎn)者線程對象和消費者線程對象sem_init(&avail,O,MAXSIZE);〃將avail信號量初始化為MAXSIZEsemJnit(&full,0,0)；〃將full信號量初始化為0pthread_create(&provideF,NULL,(void*)provider_fun,NULL);//創(chuàng)建生產(chǎn)者線程pthread_create(&customer，NULL,(void*)customer_fun,NULL)”/消費者線程pthread_create(&end,NULL,(void兔)end_fun，NULL);pthread」oin(provider,NULL);pthread」oin(customer,NULL);pthread」oin(end,NULL);sem_destroy(&a、ail);sem_destroy(&full);}實驗三'嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)通信實驗3、TCP套接字通信步驟服務(wù)器端:調(diào)用socketQ創(chuàng)建套接字，然后初始化stnictsockaddr_m結(jié)構(gòu)體。調(diào)用bind函數(shù)()為套接字綁定一個IP地址和一個端II號。

調(diào)用listenQ^數(shù)使套接字成為監(jiān)聽套接字，偵聽指定的端II。調(diào)用accept()函數(shù)，使服務(wù)器處于阻塞狀態(tài)，等待接受客戶端連接請求。一旦建立連接,將產(chǎn)生新的套接字，此時就有兩個套接字了，原來的那個套接字還在監(jiān)聽等待指定的端II，而新產(chǎn)生的套接字則準備發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。利用sendz，sendto和recv/recvfiom進行數(shù)據(jù)傳輸。當然也可以調(diào)用write或read.數(shù)據(jù)傳輸完畢，關(guān)閉套接字。請補充server.c中代碼//fbwuqi#include<svs/tvpes.h>#include<svs/socket.h> //包含套接字函數(shù)庫#iiiclude<stdio.h>#include<netinet/in.h>#include<arpa;inet.h>#include<unistd.h>#include<netinet/in.h>#include<arpa;inet.h>#include<unistd.h>//包含AF.INET相關(guān)操作的函數(shù)^include<string.h> //bzeio()#defineMAXDATASIZE50mt〃服務(wù)器端socket〃服務(wù)器端socket描述符變量，用以監(jiān)聽客戶端hitseivei_sockfd;的TCP連接stmctsockaddi_iiisenTei_addr;stmctsockaddrmclientaddr;intclient_addi_len;acceptQ中的一個參數(shù)chai-bufIMAXDATASIZE];〃服務(wù)器端sockaddr_in的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)〃用于accept()存放客戶端的socket數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)〃用于返回structsockaddr_iii的長度，作為〃創(chuàng)建一個buf來存放接受的數(shù)據(jù)intnumbytes;〃用以返回接受到的字節(jié)數(shù)intnew_sockfd;返回一個新的socket,用這個socket接受數(shù)據(jù)〃當監(jiān)聽到并接受一個TCP連接時，acceptQseiver.sockfd=sock戰(zhàn)(AF_INET,SOCK_STREAM,0);〃創(chuàng)建一個TCP套接字，其中協(xié)議族為AF_INET,套接字類型為SOCK_STREAM,第三個參數(shù)為0servei_addi.sin_fomily=AF_INET;//servrei_addr.sin_faniily為AF_INETsenrer_addr.siii_addr.s_addr=iiiet_addr(M10.10.58.130n);//senrer_addr.siii_addr.s_addr為服務(wù)器端IP地址，需經(jīng)inet_adck()轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)IP字節(jié)序senrer_addLsm_pon=htons(1025);//servrei_addr.sin_poil為一個人于1024的端I丨號，需經(jīng)htoiis()轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序bmd(senTer_sockfd.(stRictsockaddr *)&server_addi\sizeof(stnictsockaddi));//將senrei_sockfd綁定到seiver_addr指定的IP和端II上listen(serv“_sockfd,5);將其設(shè)置為監(jiān)聽套接字〃為servei_sockfd創(chuàng)建包含5個TCP連接的監(jiān)聽隊歹listen(serv“_sockfd,5);將其設(shè)置為監(jiān)聽套接字wlule(1){client_addi_len=sizeof(sti-uctsockaddi_in);//計算sockaddi_iii的長度new_sockfd=accept(senrer_sockfd,(stnictsockaddr*)&client_addi;&ni】mbytes);〃等待接受客戶端發(fā)來的TCP連接，若連接成功，返回新的socketnumbytes=recv(new_sockfd,buf,20,0);〃將客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)存放在buf中,返回接

受到的字節(jié)數(shù)if(numbytes){prmtf(n%s\ir\buf);//輸出buf中數(shù)據(jù)}sleep⑶;send(new_sockfd/Iamserver*,20.0); 〃向客戶端發(fā)送TamseiveiMclose(new_sockfd);if(8==getchar()){break;}}close(seiver_sockfd);leturn0;}客戶端:調(diào)用socket()創(chuàng)建套接字，然后初始化structsockaddr_m結(jié)構(gòu)體，注意服務(wù)器端和客戶端的structsockaddr_m結(jié)構(gòu)體應(yīng)該一致。調(diào)用coimectionQ函數(shù)與服務(wù)器建立連接。利用send/sendto和recv/recvfiom進行數(shù)據(jù)傳輸.當然也可以調(diào)用write或read.數(shù)據(jù)傳輸完畢，關(guān)閉套接字。請補充client.c中代碼#include<svs/tvpes.h>#include<svs/tvpes.h>#include<svs/socket.h>#include<stdio.h>#include<netmet*m.h>#include<arpa;inet.h>#include<unistd.h>#include<string.h>//包含套接字函數(shù)庫//包含AF_INET相關(guān)結(jié)構(gòu)//包含AF.INET相關(guān)操作的函數(shù)//bzero()^defineMAXDATASIZE50iiit argc,char*argv[])iiitsockfd,result;//客戶端socket描述符變量stmctsockaddi_iiisenTei_addr;//與服務(wù)器端sockaddi_iii的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致chai-buftMAXDATASIZE];〃用以接受服務(wù)器端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)mtnumbytes;〃用以返回從服務(wù)端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)sockfd=sock筑(AF_INET$OCK_STREAK0);〃創(chuàng)建一個TCP套接字，其中協(xié)議族為AF_INET、套接字類型為SOCK_STREAM.第三個參數(shù)為0seiver^addr.siii.fanuly=AF_INET;//addiess_addr_addr.sm_family為AF_INETsenrer_addi.siii_addr.s_addi = met_addi(M10.10.58.130M);//address_addi_addf.siii_addi-.s_addr為服務(wù)器端IP地址，需經(jīng)met_addr()轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)IP字節(jié)序senrer_addr.siii_pon=htons(1025);//addiess_addi_addr.sin_port為一個人于1024的端丨I號，需經(jīng)htons()轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序result=conn亡ct(sockfd,(structsockaddi*)&seiver_addi\sizeof(stRictsockaddi));//與address_addi_addf指定的服務(wù)器建立連接send(sockfd,Mthisisclient”,20,0);//向服務(wù)器端發(fā)送”thisisclient*'sleep⑶；numbytes=recv(sockfd.buf,50,0);〃接受服務(wù)器端發(fā)送過來的數(shù)據(jù),保存在buf中if(numbvtes){pi-rntfC"%s\ir\buf);//輸出buf里面的數(shù)據(jù)}close(sockfd);leturn0;}實驗四、嵌入式Linux串行端口編程實驗什么是全雙工和半雙工全雙工(Fullduplex)是說計算機可以同時接受和發(fā)送數(shù)據(jù)——也就是它有兩個分開的數(shù)據(jù)傳輸通道(一個傳入，一個傳出)。半雙工(Halfduplex)表示計算機不能同時接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，而在某一時刻它只能單一的傳送或者接收。這通常意味著，它只有一個數(shù)據(jù)通道。半雙工并不是說RS-232的某些信號不能使用，而是，它通常是使用了有別于RS-232的其他不支持全雙工的標準。#iiiclude<stdio.h>/*標準輸入輸出定義*/include<stdlib.h>/*標準函數(shù)庫定義*/#iiiclude<uiiistd.h>/*Unix標準函數(shù)定義*/iiiclude<sys/types.h>iiiclude<sy&/stat.h>include<fcntl.h>/*文件控制定義*/#iiiclude<terniios.h>/*PPSIX終端控制定義*/iiiclude<enno.h>/*錯誤號定義*/#defineFALSE-1^defineTRUE0mtspeed_an[]={B38400,Bl9200,B9600.B4800,B2400,B1200.B300,B38400.B19200.B9600,B4800.B2400,B1200,E300,};mtname_an[]={38400, 19200,9600,4800.2400, 1200, 300、38400. 19200,9600,4800,2400.1200,300,};charbuff珥1024];iiitLength;//intnByt亡=wiite(fd,buffer’Length);〃讀取串口數(shù)據(jù)代碼:dcharbuff[1024];iiitLen;voidset_speed(iiitfd,iiitspeed){inti;intstatus;stmctterniiosOpt;tcgetattr(fd,&Opt);for(i=0:i<sizeof(speed_air)/sizeof(int);i++){if(speed=name_an[i]){tcflush(fd,TCIOFLUSH);cfsetispeed(&Op「speed_an[i]);cfsetospeed(&Opt、speed_an[i]);status=tcsetattr(fd.TCSANOW.&Opt);if(status!=0){perror(HtcsetattrfdlH);return;}tcflush(fd.TCIOFLUSH);mtset_Parity(intfd.iiitdatabits.mtstopbits.mtparity)stmctterniiosoptions;if(tcgetattr(fcl&options)!=0){perior(nSetupSerial1H);retuni(FALSE);}options.c_cflag&=?CSIZE;switch(databits)/*設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)*/case7:options.c_cflag|=CS7;break;case8:options.c_cflag|=CSS;break;default:fprmtf(stden\HUnsuppoiteddatasize\nM);return(FALSE);}switch(parity)

casen:caseN:options.c_cflag&=~PARENE; /*Clearparityenable*/options.c_iflag&=~INPCK; /*Enableparitychecking*/break;caseV:case'O：options.c.cflag|=(PARODD|PARENB);/*設(shè)置為奇效驗勺options.c_iflag|=INPCK; /*Disnableparitychecking*/break;case*er:/*Enableparity*//*/*Enableparity*//*轉(zhuǎn)換為偶效驗*//*Disnableparitychecknig*/options.c_cflag|=PARENB;options.c_cflag&=~PARODD;options.c_iflag|=INPCK;break;case’s：case's1:/*asnoparity*/options.c_cflag&=~PARENE;options.c.cflag&=-CSTOPB;break;default:fprmtf(stden\”UnsupportedparityuiH);return(FALSE);}/*設(shè)置停止位*/switch(stopbits)fcase1:options.c_cflag&=?CSTOPE;break;case2:options.c_cflag|=CSTOPB;break;default:fprmtf(stden\nUnsuppoitedstopbits?”)；return(FALSE);}/*Setmputparityoption*/if(parity!=fnf)options.c_iflag|=INPCK;tcflush(蝕TCIFLUSH);options.c_cc[VTEvIE]=150;/*設(shè)置超時15seconds*/options.c_cc[V\nN]=0:/*UpdatetheoptionsanddoitNOW*/if(tcsetatti(fd,TCSANOW,&optious)!=0){penorC'SetupSerial3H);return(FALSE);}retuin(TRUE);}iiitOpeiiDev(chai*Dev){mtfd=open(Dev,O_RDWR); //|O.NOCTTY|O_NDELAYif(-l=fd){penor(HCairtOpenSerialPort”)；return-1;}elsereturnfd;}iiit aigc,chai**arg\-){mtfd;intmead;clwbuff{1024];chai-*dev=n/dev/ttvUSB0H;〃串II二fd=OpeiiDev(dev);set_speed(fdjl5200);if(set_Paiity(fd58,l,N)==FALSE){prmtf<nSetParityEnor\nM);exit(0);}while(1)//循壞讀取數(shù)據(jù){memset(buflF,0,1024);while((nread=read(fd,buff.1024))>0){//printf(M\nLen%d\nHaiiead);bufftnread+1]=SO：buff);memset(buff.0,1024);}}close(fd);exit(0);}實驗五、嵌入式Linux內(nèi)核編程實驗?zāi)憧梢允褂妙^文件linux/fs.h中的函數(shù)registei_cludev來實現(xiàn)注冊一個某個驅(qū)動模塊對應(yīng)的主設(shè)備號。registei_cludev一般在intdevice_niitQ函數(shù)中調(diào)用，即將內(nèi)核驅(qū)動模塊加載入內(nèi)核意味著要向內(nèi)核注冊自己。如果你向函數(shù)registei_cludev傳遞為0的主設(shè)備號，那么返回的就是動態(tài)分配的主設(shè)備號。此時應(yīng)該通過命令“cat/proc/devices”命令輸出得到，使用mknod統(tǒng)調(diào)用建立設(shè)備文件。Linux的驅(qū)動程序編譯方法將其源代碼添加到內(nèi)核源文件中，然后靜態(tài)編譯整個內(nèi)核，再運行新的內(nèi)核來測試編譯為模塊的形式，單獨加載運行調(diào)試驅(qū)動程序與應(yīng)用程序的區(qū)別應(yīng)用程序一般有一個main函數(shù)，從頭到尾執(zhí)行一個任務(wù)；驅(qū)動程序卻不同，它沒有main函數(shù)，通過使用宏module_init(初始化函數(shù)名)；將初始化函數(shù)加入內(nèi)核全局初始化函數(shù)列表中，在內(nèi)核初始化時執(zhí)行驅(qū)動的初始化函數(shù)，從而完成驅(qū)動的初始化和注冊，之后驅(qū)動便停止等待被應(yīng)用軟件調(diào)用。驅(qū)動程序中有一個宏moudule_exit(^出處理函數(shù)名)注冊退出處理函數(shù)。它在驅(qū)動退出時被調(diào)用。應(yīng)用程序可以和GLIBC庫連接，因此可以包含標準的頭文件，比如<stdio.hxstdhb.h>,在驅(qū)動程序中是不能使用標準C庫的，因此不能調(diào)用所有的C庫函數(shù)，比如輸出打印函數(shù)只能使用內(nèi)核的pimtk函數(shù)，包含的頭文件只能是內(nèi)核的頭文件，比如:<lmuxy'module.h>。字符驅(qū)動程序編寫流程包含字符設(shè)備驅(qū)動程序所必需包含的頭文件定義字符設(shè)備文件名、主設(shè)備號或由系統(tǒng)動態(tài)分配設(shè)備號編寫file_operatioiis結(jié)構(gòu)體中功能接丨I函數(shù),如以上device_read、device_\vrite.device_open定義file_opeiations結(jié)構(gòu)變量，建立用戶程序調(diào)用函數(shù)與驅(qū)動功能接II的對應(yīng)關(guān)系。編寫字符設(shè)備驅(qū)動程序加載函數(shù)，完成設(shè)備文件注冊及必要的初始化編寫字符設(shè)備驅(qū)動程序卸載函數(shù)，完成注銷及必要的環(huán)境恢復(fù)。編寫Makefile文件，使用make來編譯Makefile,生成****.ko內(nèi)核模塊文件使用“insmod***.ko”加載設(shè)備驅(qū)動程序，并調(diào)用dmesg來查看輸出結(jié)呆使用“cat/pioc/devicesv查看獲取主設(shè)備號使用“mknod/dev/設(shè)備文件名主設(shè)備號0”來創(chuàng)建設(shè)備文件編寫用戶應(yīng)用程序，調(diào)用用戶調(diào)用接II對驅(qū)動功能接II進行測試。使用“rmmod/dev/設(shè)備文件名”卸載驅(qū)動模塊，并調(diào)用dmesg查看#include<linux'fs.h>#include<linux-cdev.h>#include<asnruaccess.h>〃文件系統(tǒng)相關(guān)的函數(shù)和頭文件#include<linux'fs.h>#include<linux-cdev.h>#include<asnruaccess.h>#defineDEVICE_NAMEmtDEVICE.MAJOR=0;MDev_fiaiiieM〃定義模塊名，用"cat/pioc/devicesv命令查看〃如果為0,則由系統(tǒng)自動分配主設(shè)備號#defineM_LENGTH10charcore_dataO[M-LENGTH][M.LENGTH];〃定義內(nèi)核數(shù)據(jù)矩陣charcore.data1[M_LENGTH][M_LENGTH];//hitdevice_open(stmctinode*inode,structfile*filp){charc-ar;mti,j；printk(nuseropendevice.\iiH)；for(i=0;i<M_LENGTH;i++){ 〃初始化數(shù)據(jù)foi(j=Oj<M_LENGTH:j++){core_dataO[i][j]=c+j; 〃初始化內(nèi)核數(shù)據(jù)矩陣}}return0:}/* */ssize_tdevice_write(stmctfile*filp.constchar*buffei;size_tcount,loff_t*f_pos){intij;printk(nuserwritedatatodrive匚\1】")；〃將用戶空間傳遞過來buffer里面的數(shù)據(jù)復(fù)制到內(nèi)核空間core_datal數(shù)組中copy^fionvuseiXbuffer.core.data1.count);for(i=0;KM_LENGTH:i++){fbr(j=Oj<M_LENGTHj++){piintkC%c"、coie_daUil[i]);//使用printk打印內(nèi)核空間coie_datal數(shù)組中元素}pnntk(n\iiH);}returncount;}/* */ssize_tdevice_read(stmctfile*filp,char*buffer,size_tcount,loff.t*flpos){printk(nuserreaddatafromdrivec\n");copy_to_user(buffer,core_dataO,count)^/將內(nèi)核空間coie_dataO數(shù)組復(fù)制到用戶空間bufferreturncount;/* */iiitdevice_ioctl(stnictinode*iiiode,stmctfile*file.unsignedintcmd.unsignedlongarg){printk(nuserloctlruning.S”)；switch(cmd){case1:prmtk(ncmd=%d.\ir\cmd);break;case2:prmtk(ncmd=%d.\ir\cmd);break;case3:prmtk(ncmd=%d.\ir\cmd);break;case4:prmtk(ncmd=%d.\ir\cmd);break;case5:prmtk(ncmd=%d.\ir\cmd);break;}returncmd;}/* */iiitdevice_release(stiuctmode*iiiode,structfile{printk(ndevicerelease\nH);return0;}/*----device_fops結(jié)構(gòu)定義文件操作函數(shù)體之后- -*/structfile_opeiationsdevice_fbps={.owner-THIS_MODULE,.iead=device_iead,//W用戶接II函數(shù)read與驅(qū)動功能函數(shù)device_read對應(yīng)起來.unlocked_ioctl=device_ioctl,〃將用戶接I丨函數(shù)ioctl與驅(qū)動功能函數(shù)device_ioctl對應(yīng)起來.open=device_open,〃將用戶接II函數(shù)open與驅(qū)動功能函數(shù)device_open對應(yīng)起來.write=device_write,〃將用戶接II函數(shù)write與驅(qū)動功能函數(shù)device_write對應(yīng)起來.Telease=device_Telease//將用戶接I丨函數(shù)release與驅(qū)動功能函數(shù)device_release對應(yīng)起來}；/* */iiitdevice_uut(void){intret;/*字符驅(qū)動程序注冊：第1個參數(shù)為0(表示由系統(tǒng)自動分配主設(shè)備號)，第2個參數(shù)為設(shè)備文件名，第3個參數(shù)為stmctfile_opeiations結(jié)構(gòu)體變量指針*/iet=register_cludev(0/Demo_device,\&devic亡_fops);if(ret<0){priiitkCregisterchidevfailure!\n”);〃字符驅(qū)動程序注冊失敗returnret;piiiitk(Hregisterchidevok!\iT');DEVICE_MAJOR=ret;〃將系統(tǒng)分配的主設(shè)備號保存}return0;}voiddevice_exit(void){〃字符驅(qū)動程序注銷，第1個參數(shù)為主設(shè)備號，第2個參數(shù)為設(shè)備文件名,umegistei_clndev(0/,Demo_deviceM);printk(numegistercludevok!\iiH);}module_init(device_iiiit); 〃指定insmod-加載時執(zhí)行device^initmodule_exit(device_exit); //rnunod-卸載時執(zhí)行執(zhí)行device_exit實驗六、嵌入式LinuxQtGUI使用實驗//firstDialog?cpp//#include<QtGui>#include"firstDialog.h”firstDialog::fiistDialog(QWidget*parent):QDialog(paient){liiieEdit_l=newQLineEdit;label_l=newQLabel(H+")；lineEdit_2=newQLmeEdit;label_2=newQLabel(',=M);liiieEdit_3=newQLineEdit;suniButton=newQPushButton(MsumH);jianfaButton=newQPushButton(1fjiaiifaM);/*按鈕部件大小和字體設(shè)置*/suniButton->resize(50,20);suniButton->setFont(QFont(MTimes,\1&QFont::Bold));coiinect(suniButton,SIGNAL(clicked())、this.SLOT(clickhm()));comiect(this.SIGNAL(sunisignal(QStrmg,QStnng)).this,SLOT(sumfun(QStnng,QStimg)));

comiect(jianfiuiButton.SIGNAL(clickedQ),tliis,SLOT(clickfxm()));coiinect(tlus, SIGNAL(sunisignal(QStrmg,QStiing)),SLOT(jianfuii(QString,QStiiiig)));QHBoxLavout*topLayout=newQHBoxLayout;topLayout->addWidget(lineEdit_l);topLayout->addWidget(label_l);topLayout->addWidget(lineEdit_2);topLayout->addWidget(label_2);topLayout->addWidget(lineEdit_3);QHBoxLavout*bottoniLayout=newQHBoxLavout;bottoniLayout->addWidget(suniButton);bottoniLayout->addWidge