I.MX6U嵌入式Linux应用编程学习

I.MX6U嵌入式Linux应用编程学习
- 〇、备忘
- - 0.0 本文大写字母缩写说明
  - 0.1 C编译
  - 0.2 NFS与文件夹挂载
- 一、应用编程概念
- - 1.1 系统调用
  - 1.2 库函数
  - 1.3 标准C语言函数库
  - 1.4 传参main函数
- 二、文件I/O基础
- - 2.1 文件描述符
  - 2.2 静态文件
  - 2.3 动态文件
  - 2.4 返回错误处理
  - 2.5 退出函数
  - 2.6 空洞文件
- 三、标准I/O库
- 四、文件属性与目录
- - 4.1 Linux系统文件类型
- 五、字符串处理
- 六、系统信息与系统资源
- 七、信号
- - 基本概念
- 八、进程
- - 8.1 概念
  - 8.2 子进程
  - 8.3 进程状态与进程关系
  - 8.4 守护进程
  - 8.5 进程间通信
- 九、线程
- - 9.1 概念
  - 线程同步
- 十、高级I/O
- 十一、网络基本知识
- - 11.1 网络通信三个层次
  - 11.2 OSI七层模型
  - 11.3 TCP/IP五层/四层模型
  - 11.4 IP地址
  - 11.5 TCP/IP协议
  - 11.6 端口号
- 应用一、LED
- - 1.1 应用层操控硬件的两种方式
- 应用二、视频监控
- - 2.1 流媒体传输协议
  - 2.2 RTMP简介
- 应用三、4G模块-EC20
- - 3.1 4路ttyUSB
  - 3.2 ppp拨号上网

〇、备忘

0.0 本文大写字母缩写说明

B: Board 开发板串口终端
T: Terminal Ubuntu命令行
F: Function 函数
P: Path 文件路径

0.1 C编译

使能环境变量 T: source /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi
查看环境变量 T: arm-poky-linux-gnueabi-gcc -v
编译 T: $CC -o v4l2_camera v4l2_camera.c

0.2 NFS与文件夹挂载

挂载 B: mount -t nfs -o nolock,nfsvers=3 192.168.1.110:/home/chorgy/WorkSpace/i.MX6/NFS nfs/
查看 B: df
卸载 B: umount nfs

一、应用编程概念

1.1 系统调用

1.2 库函数

1.3 标准C语言函数库

Linux使用glibc（GNU C语言函数库）

1.4 传参main函数

F: int main(int argc, char **argv)

二、文件I/O基础

2.1 文件描述符

某某函数的返回值
一个进程可打开多个文件，T: ulimit -n指令查看一个进程可打开的最大文件数
打开的文件分配文件描述符是从最小的未被占用的文件描述符（1~1023）开始，关闭时释放
F: open()
F: write()
F: read()
F: close()
F: lseek()：返回从文件头部开始算起的位置偏移量（字节为单位），也就是当前的读写位置

2.2 静态文件

未打开时存储在磁盘
磁盘最小存储单位扇区sector，0.5KB
系统一次性读取一个块block，多个扇区，是文件存取的最小单位，常见为4KB
磁盘分区时分为两个区域
- 数据区
- inode区，存放inode table，每个inode对应一个文件
  - T: ls -i查看文件inode号
  - T: stat xxx.c查看某文件属性
  - Windows 快速格式化 就是删除inode表

2.3 动态文件

进程控制块PCB，Process Control Block，每个进程设置一个专门的数据结构进行管理，记录状态
- PCB有一个指针指向文件描述符表
- 文件描述符表每一个元素索引到对应的文件表
- 文件表记录文件的状态，包括i-node指针，指向inode

2.4 返回错误处理

F: strerror()，返回对应错误编号的字符串描述信息
F: perror()，不需要传入 errno变量

2.5 退出函数

清除其使用的内存空间，销毁其在内核中的各种数据结构，关闭进程的所有文件描述符，并结束进程、将控制权交给操作系统
F: exit()
F: _exit()，系统调用的
F: _Exit()，与_exit()等价

2.6 空洞文件

使用移位函数从中间地址开始写数据，造成空洞空间
有利于多线程共同操作文件

三、标准I/O库

四、文件属性与目录

4.1 Linux系统文件类型

普通文件
- 文本文件
- 二进制文件
目录文件
字符设备文件、块设备文件
- 不对应磁盘文件
- 由文件系统虚拟出来的
- 由内存维护
- 路径P: /dev/
符号链接文件
- 超链接
管道文件
- 用于进程间通信
套接字文件
- 网络通信

五、字符串处理

六、系统信息与系统资源

七、信号

基本概念

软件中断
用来通信
发送给对应的进程处理

八、进程

8.1 概念

进程： 应用程序被加载到内存中运行
进程号： process ID，PID，T: ps查看进程号
环境变量：
- T: env 查看所有环境变量
- T: export xxx=xxxx 新增环境变量
- T: export -n xxx 删除环境变量
应用程序获取当前进程的环境变量 C: extern char **environ
虚拟地址：
- 实际的物理内存有限
- 通过硬件 MMU（内存管理单元）映射到实际的物理地址空间中
- 进程与进程、进程与内核相互隔离
- 多进程能够共享内存

8.2 子进程

F: fork(void); 创建子进程
父子进程文件共享
- 子进程获得父进程所有文件描述符的副本
T: ps -aux 查看所有进程
- 开发板自带程序为进程613 /opt/QDestop
进程终止
- return
- exit()
- _exit()
- _Exit()
监视子进程
- F: wait()
- F: waitpid()
- 僵尸进程：子进程先结束
- 孤儿进程：父进程先结束

8.3 进程状态与进程关系

进程状态
- 就绪态
- 运行态
- 僵尸态
- 可中断睡眠状态
- 不可中断睡眠状态
- 暂停态
进程关系
- 无关系
- 父子进程关系
- 进程组：多进程集合

8.4 守护进程

8.5 进程间通信

九、线程

9.1 概念

线程：
- 系统调度的最小单位
- 进程中有主线程
- 进程不能运行，运行的是进程中的线程
- 进程是容器，包含线程需要的数据结构、环境变量等信息
- 同一进程的多个线程共享系统的全部资源，虚拟地址空间、文件描述符、信号处理等
并发和并行：
- 并发强调时分复用，可打断当前任务切换到下一任务
你吃饭吃到一半，电话来了，你一直到吃完了以后才去接电话，这就说明你不支持并发也不支持并行，仅仅只是串行

你吃饭吃到一半，电话来了，你停下吃饭去接了电话，电话接完后继续吃饭，这说明你支持并发

你吃饭吃到一半，电话来了，你一边打电话一边吃饭，这说明你支持并行

线程同步

十、高级I/O

十一、网络基本知识

11.1 网络通信三个层次

硬件层
- 网卡设备
- 手法网络数据
驱动层
- Linux内核网卡驱动
应用层
- 内核提供的接口
- socket接口
- http接口

11.2 OSI七层模型

Open System Interconnection
物理层
数据链路层
- 物理寻址
- 建立和管理节点间逻辑连接
- 差错检测
- 接收来自物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上一层
网络层（IP层）
- 逻辑地址寻址
- 不同网络间路径选择
- IP协议（IPv4，IPv6），ICMP，IGMP
传输层
- 定义传输数据的端口号
- 端到端的流控和差错校验
- TCP、UDP协议
- 端口号的端
会话层
- 建立、管理、终止表示层实体之间的会话
表示层
- 提供应用层数据编码和转换功能
应用层
- 为用户提供应用接口、网络服务
- 常见网络服务协议：
  - HTTP
  - FTP
  - TFTP
  - SMTP
  - SNMP
  - DNS
  - TELNET
  - HTTPS
  - POP3
  - DHCP

11.3 TCP/IP五层/四层模型

11.4 IP地址

IP地址是软件地址
硬件MAC地址是存储在网卡中的
- 用于局域网寻找目标主机
IPv4地址
- 4*8 - 32位地址长度
- 网络地址
- 主机地址
- 子网掩码
  - 确定网络地址、主机地址各占多少位
- 网络标识 = IP地址 & 子网掩码
  - 标识相同，就处于同一网络
IPv6地址（暂时不讨论）
- 8*16 - 128位地址长度

11.5 TCP/IP协议

TCP/IP是一个协议族，包含
- 应用层协议HTTP、FTP、MQTT
- 传输层协议TCP、UDP
HTTP超文本传输协议
- Hyper Text Transfer Protocol
- 浏览器作为HTTP客户端
- 通过URL向HTTP服务器（WEB服务器）发送请求
FTP文件传输协议
- File Transfer Protocol
TCP协议
- Transmission Control Protocol，传输控制协议
- 面向连接的、可靠的、基于IP的传输协议
- 工作在传输层
  - 对上服务socket接口
  - 对下调用IP层
- 建立连接
  - 三次握手
  - 四次挥手
UDP协议
- User Datagram Protocol
- 用户数据报协议

11.6 端口号

网络进程不止一个
如何确定是哪个进程对应的接收数据 - 端口号

应用一、LED

1.1 应用层操控硬件的两种方式

通过文件I/O
设备节点方式：
- P: /dev 设备节点
- 字符设备文件：串口设备、音频设备
- 块设备文件：存储设备
- 设备文件就是硬件向应用层提供的接口
sysfs文件系统
- 挂载在P: /sys 目录下
- 与devfs、proc一样，为虚拟文件系统
- 将内核信息以文件的方式提供给应用层

文件夹	说明
./devices	存放系统设备
./block	存放块设备，与./device功能重合，已过时
./bus	设备按照总线类型分类
./class	设备按照功能分类
./dev	设备按照设备号放置
./firmware	内核固件
./fs	描述系统所有的文件系统
./kernel	内核可调参数
./module	系统所有模块信息
./power	电源选项

应用二、视频监控

2.1 流媒体传输协议

RTSP，Real-Time Stream Protocol
- 实时性好
- 视频聊天、视频监控
RTMP，Real-Time Message Protocol
- 低延迟
- 高稳定
- 支持所有摄像头格式
- 浏览器加载flash即可播放

2.2 RTMP简介

推流端
- FFmpeg
流媒体服务器
- Nginx
拉流端
- VLC播放器
Nginx移植

应用三、4G模块-EC20

3.1 4路ttyUSB

3.2 ppp拨号上网

需要固化最新系统

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〇、备忘

0.0 本文大写字母缩写说明

0.1 C编译

0.2 NFS与文件夹挂载

一、应用编程概念

1.1 系统调用

1.2 库函数

1.3 标准C语言函数库

1.4 传参main函数

二、文件I/O基础

2.1 文件描述符

2.2 静态文件

2.3 动态文件

2.4 返回错误处理

2.5 退出函数

2.6 空洞文件

三、标准I/O库

四、文件属性与目录

4.1 Linux系统文件类型

五、字符串处理

六、系统信息与系统资源

七、信号

基本概念

八、进程

8.1 概念

8.2 子进程

8.3 进程状态与进程关系

8.4 守护进程

8.5 进程间通信

九、线程

9.1 概念

线程同步

十、高级I/O

十一、网络基本知识

11.1 网络通信三个层次

11.2 OSI七层模型

11.3 TCP/IP五层/四层模型

11.4 IP地址

11.5 TCP/IP协议

11.6 端口号

应用一、LED

1.1 应用层操控硬件的两种方式

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