嵌入式linux实验报告.docx
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嵌入式linux实验报告
嵌入式操作系统Linux
实验报告
专业：
计算机科学与技术
班级：
13419011
学号：
1341901124
姓名：
武易
组员：
朱清宇
实验一Linux下进程的创建
一实验目的
1.掌握Linux下进程的创建及退出操作
2.了解fork、execl、wait、waitpid及之间的关系
二实验内容
创建进程，利用fork函数创建子进程，使其调用execl函数，退出进程后调用wait或waitpid清理进程。
三实验过程
1.进程的创建
许多进程可以并发的运行同一程序，这些进程共享内存中程序正文的单一副本，但每个进程有自己的单独的数据和堆栈区。
一个进程可以在任何时刻可以执行新的程序，并且在它的生命周期中可以运行几个程序；又如，只要用户输入一条命令，shell进程就创建一个新进程。
fork函数用于在进程中创建一个新进程，新进程是子进程。
原型如下:
#include /* 提供类型pid_t的定义 */
#include /* 提供函数的定义 */
pid_t fork（void）;
使用fork函数得到的子进程是父进程的一个复制品，它从父进程处继承了整个进程的地址空间
fork系统调用为父子进程返回不同的值，fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次，却能够返回两次，它可能有三种不同的返回值：
✓在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID；
✓在子进程中，fork返回0；
✓如果出现错误，fork返回一个负值；
用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序，子进程可以通过调用exec函数以执行另一个程序。
当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程（例如其main函数）开始执行。
调用exec并不创建新进程，进程ID并未改变，只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。
exec函数原型
execl，execlp，execle，execv，execve和execvp
2.进程的退出
一个进程正常终止有三种方式：
由main（）函数返回；
调用exit（）函数；
调用_exit（）或_Exit（）函数。
#include
#include
exit：
voidexit（intstatus）
_exit：
void_exit（intstatus）
3.wait和waitpid
一个进程调用了exit之后，该进程并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）的数据结构。
在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集。
如果一个进程已经终止，但是它的父进程尚未调用wait或waitpid对它进行清理，这时的进程状态称为僵尸（Zombie）进程。
该类进程保留了一定的信息（包括pID，退出状态，运行时间等），需要父进程通过wait/waitpid来取时才释放。
如果父进程不调用wait/waitpid的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，如果系统大量的产生僵死进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。
父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束，这会导致父进程挂起。
也可以杀死父进程，则Zombie子进程会自动由init进程托管（init会负责清理）。
四实验代码
#include
intmain（）
{
inti;
for（i=3;i>0;i--）
{
printf（"Thisisthechild\n"）;
sleep
（2）;
}
return0;
}
#include
#include
#include
#include
#include
intmain（）
{
pid_tpid,pid_w;
pid=fork（）;
if（pid<0）
{
perror（"forkfailed"）;
exit
（1）;
}
if（pid==0）
{
execl（"./chpro","chpro",NULL）;
}
else{
do{
pid_w=waitpid（pid,NULL,WNOHANG）;
if（pid_w==0）{
printf（"childprocesshasnoexited\n"）;
sleep
（1）;
}
}while（pid_w==0）;
if（pid_w==pid）
printf（"Getchild%d\n",pid_w）;
else
printf（"someerroroccured.\n"）;
}
return0;
}
五实验结果
实验二Linux下shell程序设计
一实验目的
掌握Linux下shell程序的设计方法，脚本文件的编写方法
二实验内容
1.给shell脚本加注释，说明其功能
2.编写一个安装脚本文件，将某个已知的程序安装在/myprogram下
三实验代码
注释shell
#定义两个变量
PREFIX=uptech
TARGETDIR=/arm2410s
clear
#makeneededdirectory
if[-f$TARGETDIR/img/zImage];then
echo"Thetargetdirisalreadyexist!
"
echo"Pleasebackupyourfilesorchangetoanotherdirectory"
exit
fi
mkdir$TARGETDIR2>/dev/null
#初始化arm4l的开发工具
inst_armv4l_gcc（）{
echo"installarmv4l-unknown-linux-gcc-2.95.2andlibraray..."
#解包
tar-xjfarmv4l-tools-2.95.2.tar.bz2-C/
}
#安装linux系统及文件系统
inst_linux（）{
echo"installlinux-2.4..."
tar-xjf${PREFIX}-kernel.tar.bz2-C$TARGETDIR||exit
echo"installbusybox-1.00-pre10..."
tar-xjf${PREFIX}-busybox-1.00-pre10.tar.bz2-C$TARGETDIR||exit
echo"installrootfs..."
tar-xjf${PREFIX}-root.tar.bz2-C$TARGETDIR||exit
}
#gdb调试器初始化
inst_gdb（）{
echo"installgdb&gdbserverforarm920t..."
cp-arfgdb$TARGETDIR||exit
tar-xjfgdb/insight-6.0.tar.bz2-C$TARGETDIR||exit
}
配置exp文件
inst_exp（）{
echo"installexamplesprograms..."
cp-arfexp$TARGETDIR||exit
cp-arfdoc$TARGETDIR||exit
}
#初始化GUI程序
inst_gui（）{
echo"installguiprograms"
cp-rafmicrowindows$TARGETDIR||exit
mkdir$TARGETDIR/minigui2>/dev/null
tar-jxfminigui/basic.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
tar-jxfminigui/lib.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
tar-jxfminigui/mde-1.6.0.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
tar-jxfminigui/mg-samples-1.6.0.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
tar-jxfminigui/res-host.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
tar-jxfminigui/res-target.tar.bz2-C$TARGETDIR/minigui
}
#初始化配置文件
inst_config_file（）{
#if[-f/root/.bash_profile];then\#如果/root/.bash_profile文件存在
#echo"backupold.bash_profileto.bash_profile_bak"
#cp-f/root/.bash_profile/root/.bash_profile.bak
#fi
#echo"copy.bash_profileto/root"
#cp-af.bash_profile/root/.bash_profile
if[-f/etc/minirc.dfl];then\#如果/etc/minirc.dfl文件存在
echo"backup/etc/minirc.df1."
cp-f/etc/minirc.dfl/etc/minirc.dfl.bak
fi
echo"copyminirc.df1to/etc"
cp-afminirc.dfl/etc/minirc.dfl
}
#............................
cdarmv4l-tools||exit
inst_armv4l_gcc
cd..
cddevelop||exit
inst_linux
inst_config_file
cd..
cp-arfsh$TARGETDIR
cp-arfimg$TARGETDIR
mkdir$TARGETDIR/demos
cdimg
tarjxfyaffs.tar.bz2-C$TARGETDIR/demos/2>/dev/null
cd..
inst_gdb
inst_exp
cdgui
inst_gui
cd..
cd$TARGETDIR
echoarm-linuxdevelopenviromentforUP-Netarm2410installcompleted!
Mysql-5.5.50-linux2.6-x86_64.tar.gz的安装：
#!
/bin/bash
MYSQL_HOME=/myprogram/mysql
#将你的mysql安装程序解压后的文件名设置为MYSQL_DIR，将安装程序（mysql-xxx.tar.gz）放到当前目录
MYSQL_DIR=mysql-5.5.50-linux2.6-x86_64
MYSQL_DIR_OLD=$PWD/${MYSQL_DIR}
MYSQL_DIR_NEW=/myprogram/${MYSQL_DIR}
MYSQL_SOURCE=$MYSQL_DIR_OLD.tar.gz
if[!
-f${MYSQL_SOURCE}]
then
echo"MySQLpackagenotfound!
"
exit1
fi
idmysql>/dev/null2>&1
if[$?
-eq1]
then
#Ifusermysqldoesnotexist,
#deletegroupmysqlfisrtifexists
sed-i'/^mysql/d'/etc/group
echo"Addgroupmysql"
groupaddmysql
echo"Addusermysql"
useradd-gmysqlmysql
fi
echo"UnzipMySQL-5.5.50"
tarzxvf${MYSQL_SOURCE}>/dev/null2>&1
echo"MoveMySQLtotherightplace"
mv${MYSQL_DIR_OLD}${MYSQL_DIR_NEW}
echo"Createmysqllinkage"
ln-s${MYSQL_DIR_NEW}${MYSQL_HOME}
echo"Changemysqldirectorytotherightuserandgroup"
cd$MYSQL_HOME
chown-Rmysql.
cd$MYSQL_HOME
chgrp-Rmysql.
echo"Createmysqlsystemdatabase"
${MYSQL_HOME}/scripts/mysql_install_db--user=mysql>/dev/null
cd$MYSQL_HOME
chown-Rmysqldata
cd$MYSQL_HOME
chown-Rroot.
echo"SetenvironmentPATH"
sed-i'/exportPATH=\/myprogram\/mysql\/bin:
$PATH/d'/etc/profile
echo'exportPATH=/myprogram/mysql/bin:
$PATH'>>/etc/profile
./etc/profile
echo"Setmysqlassystemservice"
cp$MYSQL_HOME/support-files/mysql.server/etc/init.d/mysql
sysv-rc-confmysqlon
/etc/init.d/mysqlstart
echo-n"Pleaseinputpasswordofmysqluserroot:
"
stty-echo
readROOT_PASSWORD
sttyecho
echo
if[-z$ROOT_PASSWORD]
then
echo"ERROR:
Thepasswordisnull!
"
exit1
fi
mysqladmin-urootpassword"$ROOT_PASSWORD"
mysql-uroot-p$ROOT_PASSWORD-e"grantallon*.*toroot@localhostidentifiedby'$ROOT_PASSWORD'"
if[$?
-eq0]
then
echo"Setmysqluserrootpasswordsuccessfully!
"
fi
四实验结果
实验三Linux下多线程程序设计
一实验目的
了解多线程程序设计的基本原理。
学习pthread库函数的使用。
二实验内容
读懂pthread.c的源代码，熟悉几个重要的PTHREAD库函数的使用。
掌握共享锁和信号量的使用方法。
进入/arm2410cl/exp/basic/02_pthread目录，运行make产生pthread程序，使用NFS方式连接开发主机进行运行实验。
三实验过程
1.多线程程序的优缺点
多线程程序作为一种多任务、并发的工作方式，有以下的优点：
1）提高应用程序响应。
这对图形界面的程序尤其有意义，当一个操作耗时很长时，整个系统都会等待这个操作，此时程序不会响应键盘、鼠标、菜单的操作，而使用多线程技术，将耗时长的操作（timeconsuming）置于一个新的线程，可以避免这种尴尬的情况。
2）使多CPU系统更加有效。
操作系统会保证当线程数不大于CPU数目时，不同的线程运行于不同的CPU上。
3）改善程序结构。
一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程，成为几个独立或半独立的运行部分，这样的程序会利于理解和修改。
LIBC中的pthread库提供了大量的API函数，为用户编写应用程序提供支持。
2．实验源代码与结构流程图本实验为著名的生产者－消费者问题模型的实现，主程序中分别启动生产者线程和消费者线程。
生产者线程不断顺序地将0到1000的数字写入共享的循环缓冲区，同时消费者线程不断地从共享的循环缓冲区读取数据。
流程图如图所示：
1、阅读源代码及编译应用程序
进入exp/basic/02_pthread目录，使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。
运行make产生pthread可执行文件，如图所示。
2、下载和调试
运行可执行程序，观察运行结果的正确性。
四实验代码
#include
#include
#include
//#include
#include"pthread.h"
#defineBUFFER_SIZE16
/*设置一个整数的圆形缓冲区*/
structprodcons{
/*缓冲区数组*/
intbuffer[BUFFER_SIZE];
pthread_mutex_tlock;/*互斥锁*/
intreadpos,writepos;/*读写的位置*/
/*缓冲区非空信号*/
pthread_cond_tnotempty;
/*缓冲区非满信号*/
pthread_cond_tnotfull;
};
/*--------------------------------------------------------*/
/*初始化缓冲区*/
voidinit（structprodcons*b）
{
pthread_mutex_init（&b->lock,NULL）;
pthread_cond_init（&b->notempty,NULL）;
pthread_cond_init（&b->notfull,NULL）;
b->readpos=0;
b->writepos=0;
}
/*--------------------------------------------------------*/
/*向缓冲区中写入一个整数*/
voidput（structprodcons*b,intdata）
{
pthread_mutex_lock（&b->lock）;
/*等待缓冲区非满*/
while（（b->writepos+1）%BUFFER_SIZE==b->readpos）{
printf（"waitfornotfull\n"）;
pthread_cond_wait（&b->notfull,&b->lock）;
}
/*写数据并且指针前移*/
b->buffer[b->writepos]=data;
b->writepos++;
if（b->writepos>=BUFFER_SIZE）b->writepos=0;
/*设置缓冲区非空信号*/
pthread_cond_signal（&b->notempty）;
pthread_mutex_unlock（&b->lock）;
}
/*--------------------------------------------------------*/
/*从缓冲区中读出一个整数*/
intget（structprodcons*b）
{
intdata;
pthread_mutex_lock（&b->lock）;
/*等待缓冲区非空*/
while（b->writepos==b->readpos）{
printf（"waitfornotempty\n"）;
pthread_cond_wait（&b->notempty,&b->lock）;
}
/*读数据并且指针前移*/
data=b->buffer[b->readpos];
b->readpos++;
if（b->readpos>=BUFFER_SIZE）b->readpos=0;
/*设置缓冲区非满信号*/
pthread_cond_signal（&b->notfull）;
pthread_mutex_unlock（&b->lock）;
returndata;
}
/*--------------------------------------------------------*/
#defineOVER（-1）
#defineENDMINITERM27
/*ESCtoquitminiterm*/
structprodconsbuffer;
intstop=0;
intend=0;
/*--------------------------------------------------------*/
void*producer（void*data）
{
intn;
for（n=0;n<1000;n++）{
if（stop）
break;
printf（"put-->%d\n",n）;
put（&buffer,n）;
sleep
（1）;
}
put（&buffer,OVER）;
printf（"producerstopped!
\n"）;
end=1;
returnNULL;
}
/*--------------------------------------------------------*/
void*consumer（void*data）
{
intd;
while
（1）{
if（stop）
break;
d=get（&buffer）;
if（d==OVER）break;
printf（"%d-->get\n",d
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