第一篇：嵌入式Linux網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)

淮陰工學(xué)院

Linux操作系統(tǒng)及嵌入式應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

系（院）: 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 專

業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)工程）班

級: 物聯(lián)網(wǎng)1111

姓

名: 蔣振 學(xué)

號:1111307116 指導(dǎo)教師:

孫成富

學(xué)年學(xué)期:

2014 ~ 2015 學(xué)年 第 學(xué)期

實(shí)驗(yàn)1 Socket全雙工通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1)了解網(wǎng)絡(luò)套接字編程

2)掌握網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器和客戶端的工作過程 3)利用多線程實(shí)現(xiàn)全雙工通信 4)下載并運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序

2實(shí)驗(yàn)環(huán)境

1)宿主機(jī)：Fedora 10 2)嵌入式Linux軟硬件系統(tǒng)：TQ2440（基于S3C2440A）開發(fā)板

3實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1Linux下的多線程編程

進(jìn)程是程序執(zhí)行時(shí)的一個(gè)實(shí)例，即它是程序已經(jīng)執(zhí)行到何種程度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的匯集。從內(nèi)核的觀點(diǎn)看，進(jìn)程的目的就是擔(dān)當(dāng)分配系統(tǒng)資源（CPU時(shí)間、內(nèi)存等）的基本單位。

線程是進(jìn)程的一個(gè)執(zhí)行流，是CPU調(diào)度和分派的基本單位，它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。一個(gè)進(jìn)程由幾個(gè)線程組成（擁有很多相對獨(dú)立的執(zhí)行流的用戶程序共享應(yīng)用程序的大部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），線程與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源。

本實(shí)驗(yàn)使用多線程解決了并行通信的難題。關(guān)于多線程的函數(shù)主要是使用pthread.h頭文件中定義的多線程操作函數(shù)，如pthread_create、pthread_cancel等。

3.2TCP/IP概述

3.2.1TCP/IP的分層模型

OSI協(xié)議參考模型，是基于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的建議發(fā)展起來的，它分為7個(gè)層次：應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層及物理層。這個(gè)7層的協(xié)議模型雖然規(guī)定得非常細(xì)致和完善，但在實(shí)際中卻得不到廣泛 的應(yīng)用，其重要的原因之一就在于它過于復(fù)雜。但它仍是此后很多協(xié)議模型的基礎(chǔ)。與此相區(qū)別的TCP/IP協(xié)議模型將OSI的7層協(xié)議模型簡化為4層，從而更有利于實(shí)現(xiàn)和使用。

TCP/IP的協(xié)議參考模型和OSI協(xié)議參考模型的對應(yīng)關(guān)系如下圖 1所示：

SYN J SYN K,ACK J+1 ACK K+1 圖1 TCP/IP協(xié)議與OSI協(xié)議參考模型對比圖

3.2.2TCP的三次握手

TCP是面向連接的，所謂面向連接，就是當(dāng)計(jì)算機(jī)雙方通信時(shí)必需先建立連接，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后拆除連接三個(gè)過程。TCP在建立連接時(shí)又分三步走：

第一步（A->B）：主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)包含SYN即同步（Synchronize）標(biāo)志的TCP報(bào)文，SYN同步報(bào)文會(huì)指明客戶端使用的端口以及TCP連接的初始序號；

第二步（B->A）：主機(jī)B在收到客戶端的SYN報(bào)文后，將返回一個(gè)SYN+ACK的報(bào)文，表示主機(jī)B的請求被接受，同時(shí)TCP序號被加一，ACK即確認(rèn)（Acknowledgment）。

第三步（A->B）：主機(jī)A也返回一個(gè)確認(rèn)報(bào)文ACK給服務(wù)器端，同樣TCP序列號被加一，到此一個(gè)TCP連接完成。

3.3套接字(socket)概述

3.3.1套接字類型

1)流式套接字（SOCK_STREAM）

流式套接字提供可靠的、面向連接的通信流；它使用TCP協(xié)議，從而保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院晚樞蛐浴?)數(shù)據(jù)報(bào)套接字（SOCK_DGRAM）

數(shù)據(jù)報(bào)套接字定義了一種無可靠、面向無連接的服務(wù)，數(shù)據(jù)通過相互獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸，是無序的，并且不保證是可靠、無差錯(cuò)的。它使用數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP

3)原始套接字（SOCK_RAW）

原始套接字允許對底層協(xié)議如IP或ICMP進(jìn)行直接訪問，它功能強(qiáng)大但使用較為不便，主要用于一些協(xié)議的開發(fā)。3.3.2

套接字編程

使用TCP時(shí)Socket編程流程圖如圖2所示。

服務(wù)器端 socket bind bind listen accept recv/recvfrom send/sendto close connect send/sendto recv/recvfrom close客戶端 socket

圖2 TCP時(shí)Socket編程流程圖

使用UDP時(shí)Socket編程如圖3所示。

socket listen accept recvfrom sendto或 socket connect send recv close或 recv send closesendto recvfrom或或 圖3 TCP時(shí)Socket編程流程圖

實(shí)驗(yàn)過程

4.1

簡單的Socket通信程序設(shè)計(jì)

在Fedora 10操作系統(tǒng)的/home目錄下創(chuàng)建NetCommunicator目錄，并新建client.c和server.c源文件，NetCommunicator目錄如圖4所示。

圖4 NetCommunicator截圖

分別編寫Socket通信的客戶端和服務(wù)器端源代碼。編寫完畢，使用gcc編譯上述client.c和server.c源文件生成client和server可執(zhí)行程序(x86平臺)，編譯過程如圖5所示。使用arm-linux-gcc編譯上述client.c和server.c源文件生成a_client和a_server可執(zhí)行程序(ARM平臺)。編譯過程如圖6所示.圖5 編譯x86 Socket通信程序過程截圖

圖6 編譯ARM平臺的可執(zhí)行程序

PC機(jī)測試，測試結(jié)果如下圖所示：

圖7 執(zhí)行服務(wù)器端程序

圖8 執(zhí)行客戶端程序

圖9 服務(wù)器端接收到客戶端發(fā)來的消息截圖

使用gcc-linux-gcc生成ARM平臺下的可執(zhí)行程序a_client和a_server，編譯結(jié)果如圖10所示。

圖10 編譯ARM平臺可執(zhí)行程序

4.2

全雙工Socket通信程序設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)全雙工通信，服務(wù)端進(jìn)程和客戶端進(jìn)程均使用了兩個(gè)線程，一個(gè)負(fù)責(zé)收，另一個(gè)負(fù)責(zé)發(fā)。

在NetCommunicator目錄，并新建clientV2.c和serverV2.c源文件，如圖11所示，編寫完畢，編譯通過生成clientV2和serverV2可執(zhí)行程序。

圖11 NetCommunicator工作目錄

PC機(jī)測試，測試結(jié)果如下圖所示：

圖12 客戶端進(jìn)程

圖13 服務(wù)器端進(jìn)程

實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過本次實(shí)驗(yàn)，了解了Linux環(huán)境下的Socket程序設(shè)計(jì)流程，對網(wǎng)絡(luò)編程有了一定的了解，提高了動(dòng)手實(shí)踐的能力。

第二篇：嵌入式linu學(xué)習(xí)心得

嵌入式Linux學(xué)習(xí)心得

1、Linux命令

ls:查看目錄-l以列表方式查看;ls –l 與ll的功能一樣 pwd: 查看當(dāng)前的目錄

cd:改變當(dāng)前操作目錄cd /直接跳到根目錄 cd..回到上一級目錄 cat: 打印顯示當(dāng)前文件的內(nèi)容信息

mkdir:創(chuàng)建目錄

fdisk: 查看硬盤分區(qū)信息，-l以列表方式查看

->代表是鏈接文件，類似window下的快捷方式。

cp: 復(fù)制命令,例子cp 文件名 /home/dir/

mv: 移動(dòng)或改名，如mv sonf.confsonf.txt(改名)移動(dòng)：mv sonf.conf / rm:刪除命令，如rm –f test.c;如刪除目錄rm –fr d

man:查看某個(gè)命令的幫助，man 命令

2、各系統(tǒng)目錄的功能

drw—r—w--:d代表是目錄，drw代表當(dāng)前用戶的權(quán)限，r代表組用戶的權(quán)限，w代表其它用戶的權(quán)限。x代表有執(zhí)行權(quán)限。

/boot/gruff.conf: 啟動(dòng)引導(dǎo)程序

/dev:brw—rw--:b代表是塊設(shè)備。Linux設(shè)備有三種，塊設(shè)備（b開頭）、字符設(shè)備(c開頭)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。had代表第一個(gè)硬盤，hdb代表第二個(gè)硬盤。Hdb2代表第二塊硬盤的第二個(gè)分區(qū)。3，67代表主設(shè)備為3，從設(shè)備為67./etc:存放的是系統(tǒng)的配置文件。Inittab文件存放不同啟動(dòng)方式下必須啟動(dòng)的進(jìn)程。Inittab文件中有6個(gè)啟動(dòng)level，wait中對應(yīng)著6個(gè)level的目錄，respawn代表當(dāng)一個(gè)進(jìn)程被意外終止了，但會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)的進(jìn)程，如守護(hù)進(jìn)程。rc.d目錄中存放了一個(gè)rc.sysinit文件，里面存放系統(tǒng)初始化配置信息。/etc還有一個(gè)vsftpd里面存放tcp、ftp的配置。

/home : 用戶目錄，存放用戶的文件，/lib：存放庫文件，后綴為so的文件代表動(dòng)態(tài)鏈接庫。

/lost+found：系統(tǒng)意外終止，存放一些可以找回的文件。

/mnt：掛載外部設(shè)備，如掛載光驅(qū)：mount –t /dev/cdrom/mnt/cdrom，如

果在雙系統(tǒng)中，要查看windows中D盤的文件，首先應(yīng)該將D盤的文件映射過來，mount –t /dev/hda2/mnt/windows/d

/opt:用戶安裝的應(yīng)用程序

/proc:是系統(tǒng)運(yùn)行的映射，比較重要。里面的文件數(shù)字代表進(jìn)程號。每個(gè)進(jìn)程號目錄下包含進(jìn)程的基本信息。還有其他信息，如cpuinfo等，內(nèi)核支持的文件系統(tǒng)filesystem等。系統(tǒng)支持的中斷interrupts，iomen代表內(nèi)存分配情況。ioport存放IO端口號。還有分區(qū)信息，modole信息，狀態(tài)信息，版本信息

對于Linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，有兩種加載模式，一種是直接加載進(jìn)linux內(nèi)核，一種是以模塊的方式加載到內(nèi)核。

/sbin： 系統(tǒng)管理的一些工具。如poweroff關(guān)機(jī)工具。

/usr: 安裝系統(tǒng)時(shí)很多文件放在此目錄下面，包含一些更新等，include包含的頭文件，lib 是Linux的庫文件，src包含Linux2.4的內(nèi)核源碼

/var：存放是臨時(shí)變量

3、

第三篇：嵌入式實(shí)驗(yàn)2

南昌航空大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

二0一一 年 10月 16日

課程名稱： 嵌入式系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)名稱： 串行端口程序設(shè)計(jì) 班 級： 080611 學(xué)生姓名： 曹啟斌 學(xué)號： 08061107 指導(dǎo)教師評定： 簽名：

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解在linux環(huán)境下串行程序設(shè)計(jì)的基本方法。掌握終端的主要屬性及設(shè)置方法，熟悉終端IO函數(shù)的使用。3 學(xué)習(xí)使用多線程來完成串口的收發(fā)處理。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

讀懂程序源代碼，學(xué)習(xí)終端IO函數(shù)tcgetattr(), tcsetattr(),tcflush()的使用方法，學(xué)習(xí)將多線程編程應(yīng)用到串口的接收和發(fā)送程序設(shè)計(jì)中。

三、預(yù)備知識

1、有C語言基礎(chǔ)。

2、掌握在LINUX下常用編輯器的使用。

3、掌握Makefile 的編寫和使用。

4、掌握Linux下的程序編譯與交叉編譯過程

四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及工具

硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式實(shí)驗(yàn)儀，PC機(jī)pentumn500以上, 硬盤40G以上,內(nèi)存大于128M。

軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng)REDHAT LINUX 9.0 ＋MINICOM ＋ AMRLINUX開發(fā)環(huán)境

五、實(shí)驗(yàn)原理

Linux 操作系統(tǒng)從一開始就對串行口提供了很好的支持，為進(jìn)行串行通訊提供了大量的函數(shù)，我們的實(shí)驗(yàn)主要是為掌握在LINUX中進(jìn)行串行通訊編程的基本方法。

1.程序流程圖

程序流程圖如圖2-3所示：

圖2-3 程序流程圖

2串口操作需要的頭文件

#include /*標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出定義*/ #include /*標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫定義*/ #include /*linux標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)定義*/ #include #include #include /*文件控制定義*/ #include /*PPSIX 終端控制定義*/ #include /*錯(cuò)誤號定義*/ #include

/*線程庫定義*/ 3打開串口

在 Linux 下串口文件是位于 /dev 下，串口一為/dev/ttyS0，串口二為 /dev/ttyS1，打開串口是通過使用標(biāo)準(zhǔn)的文件打開函數(shù)操作：

int fd;/*以讀寫方式打開串口*/ fd = open(“/dev/ttyS0”, O_RDWR);if(-1 == fd){ perror(“ 提示錯(cuò)誤！”);}

4設(shè)置串口

最基本的設(shè)置串口包括波特率設(shè)置，效驗(yàn)位和停止位設(shè)置。串口的設(shè)置主要是設(shè)置 struct termios 結(jié)構(gòu)體的各成員值。

struct termio { unsigned short c_iflag;/* 輸入模式標(biāo)志 */

unsigned short c_oflag;/* 輸出模式標(biāo)志 */

unsigned short c_cflag;/* 控制模式標(biāo)志 */

unsigned short c_lflag;/* local mode flags */

unsigned char c_line;/* line discipline */

unsigned char c_cc[NCC];/* control characters */ };設(shè)置這個(gè)結(jié)構(gòu)體很復(fù)雜，可以參考man手冊或者由趙克佳、沈志宇編寫的《UNIX程序編寫教程》，我這里就只考慮常見的一些設(shè)置：

波特率設(shè)置：

下面是修改波特率的代碼： struct termios Opt;tcgetattr(fd, &Opt);cfsetispeed(&Opt,B19200);/*設(shè)置為19200Bps*/ cfsetospeed(&Opt,B19200);tcsetattr(fd,TCANOW,&Opt);校驗(yàn)位和停止位的設(shè)置： 無效驗(yàn) 8位

Option.c_cflag &= ~PARENB;Option.c_cflag &= ~CSTOPB;Option.c_cflag &= ~CSIZE;Option.c_cflag |= ~CS8;奇效驗(yàn)(Odd)7位

Option.c_cflag |= ~PARENB;Option.c_cflag &= ~PARODD;Option.c_cflag &= ~CSTOPB;Option.c_cflag &= ~CSIZE;Option.c_cflag |= ~CS7;偶效驗(yàn)(Even)7位

Option.c_cflag &= ~PARENB;Option.c_cflag |= ~PARODD;Option.c_cflag &= ~CSTOPB;Option.c_cflag &= ~CSIZE;Option.c_cflag |= ~CS7;Space效驗(yàn) 7位

Option.c_cflag &= ~PARENB;Option.c_cflag &= ~CSTOPB;Option.c_cflag &= &~CSIZE;Option.c_cflag |= CS8;設(shè)置停止位：

1位：

options.c_cflag &= ~CSTOPB;2位: options.c_cflag |= CSTOPB;需要注意的是，如果不是開發(fā)終端之類的，只是串口傳輸數(shù)據(jù)，而不需要串口來處理，那么使用原始模式(Raw Mode)方式來通訊，設(shè)置方式如下：

options.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO | ECHOE | ISIG);/*Input*/ options.c_oflag &= ~OPOST;/*Output*/ 5讀寫串口

設(shè)置好串口之后，讀寫串口就很容易了，把串口當(dāng)作文件讀寫就可以了。發(fā)送數(shù)據(jù)：

char buffer[1024];int Length＝1024;int nByte;nByte = write(fd, buffer ,Length)讀取串口數(shù)據(jù)：

使用文件操作read函數(shù)讀取，如果設(shè)置為原始模式(Raw Mode)傳輸數(shù)據(jù)，那么read函數(shù)返回的字符數(shù)是實(shí)際串口收到的字符數(shù)。

可以使用操作文件的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)異步讀取，如fcntl，或者select等來操作。char buff[1024];int Len＝1024;int readByte = read(fd, buff, Len);6關(guān)閉串口

關(guān)閉串口就是關(guān)閉文件。close(fd);7空MODEM通訊連接電纜

一般進(jìn)行串口調(diào)試使用空MODEM連接電纜，其接線方式如下圖2-4所示：

圖2-4 實(shí)用RS-232C通訊連線

六、實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.進(jìn)入expbasic