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嵌入式Linux系統CGI程序設計技術(shù)
來(lái)源：?jiǎn)纹瑱C及嵌入式系統應用 作者：廣東工業(yè)大學(xué) 鄭 偉 徐榮華 王欽若摘要：在詳細介紹一種嵌入式Web服務(wù)器BOA的實(shí)現與配置方法的基礎上，以一個(gè)Web在線(xiàn)遠程監控GPIO（通用輸入/輸出）的程序為實(shí)例，介紹嵌入式Linux系統下CPU程序設計技術(shù)。
1 概述
隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)應用的普及，越來(lái)越多的信息化產(chǎn)品需要接入互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)Web頁(yè)面進(jìn)行遠程訪(fǎng)問(wèn)。嵌入式Web系統提供了一種經(jīng)濟、實(shí)用的互聯(lián)網(wǎng)嵌入式接入方案。這里結合一種嵌入式Web Server BOA來(lái)介紹嵌入式Linux系統下的CGI程序設計技術(shù)。
2 Web Server BOA的實(shí)現與配置
2.1 uClinux下，主要有三個(gè)Web Server:HTTPD、THTTPD和BOA。HTTPD是最簡(jiǎn)單的一個(gè)Web Server,它的功能最弱，不支持認證，不支持CGI。THTTPD和BOA都支持認證、CGI等，功能都比較全。BOA是一個(gè)單任務(wù)的小型HTTP服務(wù)器，源代碼開(kāi)放、性能優(yōu)秀，特別適合應用在嵌入式系統中。目前的uClinux的代碼中已經(jīng)包含BOA的源代碼。在uClinux下實(shí)現BOA，只需要對BOA做一些配置和修改。以下是配置的過(guò)程。
（1）編譯BOA到內核
首先，需要把BOA編譯到內核，即執行make menuconfig，在應用程序選單中network application項下面選擇boa。該操作需要重新編譯內核。
（2）編制配置文件boa.conf
在Linux操作系統下，應用程序的配置都是以配置文件的形式提供的，一般都是放在目標板/etc/目錄下或者/etc/config目錄下。但boa的配置文件boa.cont一般都旋轉在目標板/home/httpd/目錄下。
例如，一個(gè)典型的boa.conf文件格式如下：
ServerName Samsung-ARM
DocumentRoot/home/httpd
ScriptAlias/cgi-bin/home/httpd/cgi-bin/
ScriptAlias//home/httpd/
它指定了HTML頁(yè)面必須放到/home/httpd目錄下，cgi外部擴展程序必須放到/home/httpd/cgi-bin目錄下。
（3）編譯燒寫(xiě)內核
重新編譯內核后，通過(guò)燒寫(xiě)工具燒寫(xiě)內核，就可以在PC上通過(guò)IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)開(kāi)發(fā)板上的Web Server。例如，輸入開(kāi)發(fā)板的IP地址http://192.168.0.101，即可訪(fǎng)問(wèn)到自己做的網(wǎng)頁(yè)index.html了。并且，通過(guò)編寫(xiě)CGI外部擴展程序，可以實(shí)現動(dòng)態(tài)Web技術(shù)，下面將詳細介紹。
2．2 具有MMU平臺的Linux下B0A的實(shí)現與配置
對于有MMU（內存管理單元）的平臺，如armlinux和ppclinux，可以到網(wǎng)上下載一個(gè)主流版本的boa發(fā)行包。因為是運行在目標系統，所以要用交叉編譯工具編譯，即需要修改boa/src/Makefile里面的編譯器。例如：
CC=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-gcc
CPP=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-g
然后直接在boa/src目錄下執行make，即可生成BOA可執行文件；將其編譯入內核，并燒寫(xiě)到存儲設備，就可以實(shí)現訪(fǎng)問(wèn)BOA服務(wù)器。
3 CGI程序設計技術(shù)
CGI（Common Gateway Interface）是外部應用擴展應用程序與WWW服務(wù)器交互的一個(gè)標準接口。按照CGI標準編寫(xiě)的外部擴展應用程序可以處理客戶(hù)端瀏覽器輸入的數據，從而完成客戶(hù)端與服務(wù)器的交互操作。而CGI規范就定義了Web服務(wù)器如何向擴展應用程序發(fā)送消息，在收到擴展應用程序的信息后又如何進(jìn)行處理等內容。通過(guò)CGI可以提供許多靜態(tài)的HTML網(wǎng)頁(yè)無(wú)法實(shí)現的功能，比如搜索引擎、基于Web的數據庫訪(fǎng)問(wèn)等等。
3．1 工作原理
（1）WWW和CGI的工作原理
HTTP協(xié)議是WWW的基礎，它基于客戶(hù)/服務(wù)器模型，一個(gè)服務(wù)器可以為分布在網(wǎng)絡(luò )中處的客戶(hù)提供服務(wù)；它是建立在TCP/IP協(xié)議之上的“無(wú)連接”協(xié)議，每次連接只處理一個(gè)請求。在服務(wù)器上，運行產(chǎn)著(zhù)一個(gè)守護進(jìn)程對端口進(jìn)行監聽(tīng)，等待來(lái)自客戶(hù)的請求。當一個(gè)請求到來(lái)時(shí)，將創(chuàng )建一個(gè)子進(jìn)程為用戶(hù)的連接服務(wù)。根據請求的不同，服務(wù)器返回HTML文件或者通過(guò)CGI調用外部應用程序，返回處理結果。服務(wù)器通過(guò)CGI與外部程序和腳本之間進(jìn)行交互，根據客戶(hù)端在進(jìn)行請求時(shí)所采取的方法，服務(wù)器會(huì )收集客戶(hù)所提供的信息，并將該部分信息發(fā)送給指定的CGI擴展程序。CGI擴展程序進(jìn)行信息處理并將結果返回服務(wù)器，然后服務(wù)器對信息進(jìn)行分析，并將結果發(fā)送回客戶(hù)端。
外部CGI程序與WWW服務(wù)器進(jìn)行通信、傳遞有關(guān)參數和處理結果是通過(guò)環(huán)境變量、命令行參數和標準輸入來(lái)進(jìn)行的。服務(wù)器提供了客戶(hù)端（瀏覽器）與CGI擴展程序之間的信息交換的通道。CGI的標準輸入是服務(wù)器的標準輸出，而CGI的標準輸出是服務(wù)器的標準輸入�？蛻�(hù)的請求通過(guò)服務(wù)器的標準輸出傳送給CGI的標準輸入，CGI對信息進(jìn)行處理后，將結果發(fā)送到它的標準輸入，然后由服務(wù)器將處理結果發(fā)送給客戶(hù)端。
（2）URL編碼
客戶(hù)端瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送數據采用編碼的形式進(jìn)行。該編碼就是CRL編碼。編碼的主要工作是表單域的名字和值的轉義，具體的做法為：每一對域和值里的空格都會(huì )被替換為一個(gè)加號（ ）字符，不是字母或數字的字符將被替換為它們的十六進(jìn)制數字形式，格式為%HH。HH是該字符的ASCII十六進(jìn)制值。
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