Linux –boa–cgi

最近在做一個IP-CAM系統，需要用到boa，以及cgi，先瞭解下

摘要：在詳細介紹一種嵌入式Web伺服器BOA的實現與配置方法的基礎上，以一個Web線上遠程監控GPIO（通用輸入/輸出）的程式為執行個體，介紹嵌入式Linux系統下CPU程式設計技術。

關鍵詞：嵌入式系統Linux BOA CGI GPIO

1
概述

隨著互連網應用的普及，越來越多的資訊化產品需要接入互連網通過Web頁面進行遠端存取。嵌入式Web系統提供了一種經濟、實用的互連網嵌入式接入方案。這裡結合一種嵌入式Web
Server BOA來介紹嵌入式Linux系統下的CGI程式設計技術。

2 Web
Server BOA的實現與配置

2.1
uClinux下，主要有三個Web Server:HTTPD、THTTPD和BOA。HTTPD是最簡單的一個Web
Server,它的功能最弱，不支援認證，不支援CGI。THTTPD和BOA都支援認證、CGI等，功能都比較全。BOA是一個單任務的小型HTTP服
務器，原始碼開放、效能優秀，特別適合應用在嵌入式系統中。目前的uClinux的代碼中已經包含BOA的原始碼。在uClinux下實現BOA，只需要
對BOA做一些配置和修改。以下是配置的過程。

（1）編譯BOA到核心

首先，需要把BOA編譯到核心，即執行make menuconfig，在應用程式選單中network
application項下面選擇boa。該操作需要重新編譯核心。

（2）編製設定檔boa.conf

在Linux作業系統下，應用程式的配置都是以設定檔的形式提供的，一般都是放在目標板/etc/目錄下或者/etc/config目錄下。但boa的設定檔boa.conf一般都喜歡放在目標板/home/httpd/目錄下。

例如，一個典型的boa.conf檔案格式如下：

ServerName
Samsung-ARM

DocumentRoot/home/httpd

ScriptAlias/cgi-bin/home/httpd/cgi-bin/

ScriptAlias/index.html/home/httpd/index.html

它指定了HTML頁面必須放到/home/httpd目錄下，cgi外部擴充程式必須放到/home/httpd/cgi-bin目錄下。

（3）編譯燒寫核心

重新編譯核心後，通過燒寫工具燒寫核心，就可以在PC上通過IE瀏覽器訪問開發板上的 Web
Server。例如，輸入開發板的IP地址http://192.168.0.101，即可訪問到自己做的網頁index.html了。並且，通過編寫
CGI外部擴充程式，可以實現動態Web技術，下面將詳細介紹。

2．2
具有MMU平台的Linux下B0A的實現與配置

對於有MMU（記憶體管理單元）的平台，如armlinux和ppclinux，可以到網上下載一個主流版本的boa發行包。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裡面的編譯器。例如：

CC=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-gcc

CPP=/LinuxPPC/CDK/bin/powerpc-linux-g++

然後直接在boa/src目錄下執行make，即可產生BOA可執行檔；將其編譯入核心，並燒寫到存放裝置，就可以實現訪問BOA伺服器。

3
CGI程式設計技術

CGI（Common
Gateway
Interface）是外部應用擴充應用程式與WWW伺服器互動的一個標準介面。按照CGI標準編寫的外部擴充應用程式可以處理用戶端瀏覽器輸入的資料，
從而完成用戶端與伺服器的互動操作。而CGI規範就定義了Web伺服器如何向擴充應用程式發送訊息，在收到擴充應用程式的資訊後又如何進行處理等內容。通
過CGI可以提供許多靜態HTML網頁無法實現的功能，比如搜尋引擎、基於Web的資料庫訪問等等。

3．1
工作原理

（1）WWW和CGI的工作原理

HTTP協
議是WWW的基礎，它基於客戶/伺服器模型，一個伺服器可以為分布在網路中處的客戶提供服務；它是建立在
TCP/IP協議之上的“無串連”協議，每次串連只處理一個請求。在伺服器上，運行產著一個守護進程對連接埠進行監聽，等待來自客戶的請求。當一個請求到來
時，將建立一個子進程為使用者的串連服務。根據請求的不同，伺服器返回HTML檔案或者通過CGI調用外部應用程式，返回處理結果。伺服器通過CGI與外部
程式和指令碼之間進行互動，根據用戶端在進行請求時所採取的方法，伺服器會收集客戶所提供的資訊，並將該部分資訊發送給指定的
CGI擴充程式。CGI擴充程式進行資訊處理並將結果返回伺服器，然後伺服器對資訊進行分析，並將結果發送回用戶端。

外部CGI
程式與WWW伺服器進行通訊、傳遞有關參數和處理結果是通過環境變數、命令列參數和標準輸入來進行的。伺服器提供了用戶端（瀏覽器）與CGI擴充程式之間
的資訊交換的通道。CGI的標準輸入是伺服器的標準輸出，而CGI的標準輸出是伺服器的標準輸入。客戶的請求通過伺服器的標準輸出傳送給CGI的標準輸
入，CGI對資訊進行處理後，將結果發送到它的標準輸入，然後由伺服器將處理結果發送給用戶端。

（2）URL編碼

用戶端瀏覽
器向伺服器發送資料採用編碼的形式進行。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：每一對域和值裡的空格都會被替換
為一個加號（+）字元，不是字母或數位字元將被替換為它們的十六進位數字形式，格式為%HH。HH是該字元的
ASCII十六進位值。
標籤將被替換為“%0D%0A”。

資訊是按它們在表單裡出現的順序排列的。資料域的名字和資料域的值通過等號（=）字元連在一起。各對名/值再通過“&”字元串連在一起。經過這些編碼處理之後，表單訊號就整個成為一個連續的字元流，裡麵包含著將被送往伺服器的全部資訊。

因為表單輸入資訊都是經過編碼後傳遞給指令碼程式的，所以CGI擴充程式在使用這些參數之前必須對它們進行解碼。

3．2
CGI外部擴充程式編製

伺服器程式可以通過三種途徑接收資訊：環境變數、命令列和標準輸入。具體使用哪一種方法要由<form>標籤的METHOD屬性來決定。

在“METHOD=GET”時，向CGI程式傳遞表單編碼資訊的正常做法是通過命令來進行的。大多數表單編碼資訊都是通過
QUERY_STRING的環境變數來傳遞的。如果“METHOD=POST”，表單資訊將通過標準輸入來讀取。還有一種不使用表單就可以向CGI傳送資訊的方法，那就是把資訊直接追回在URL地址後面，資訊和URL之間用問號（？）來分隔。

下面結合Web遠程監控ARM晶片的GPIO（通用輸入/輸出）的應用執行個體詳細介紹。

（1）GET方法

GET方法
是對資料的一個請求，被用於獲得靜態文檔。當使用GET方法時，CGI程式將會從環境變數
QUERY_STRING擷取資料。為了處理用戶端的請求，CGI必須對QUERY_STRING中的字串進行分析。當需要從伺服器擷取資料並且不改變
伺服器上的資料時，應該選用GET方法；但是如果請求中包含的字串超過了一定長度，一般是1024位元組，那麼就只能選用POST方法。GET
方法通過附加在URL後面的參數發送請求資訊。這些參數將被放在環境變數QUERY_STRING中傳給CGI程式。GET方法的表單格式和CGI解碼程
序可以參考POST方法的實現。

（2）POST方法

當瀏覽器將資料從一個填寫的表單傳給伺服器時一般採用POST方法，而且在發送的資料超過
1024位元組時也必須採用POST方法。當使用POST方法時，Web伺服器向CGI程式的標準輸入STDIN傳送資料。發送的資料長度存在環境變數
CONTENT_LENGTH中，並且，POST方法的資料格式為：

variable1=value1&variable2=value2&etc

CGI程式必須檢查REQUEST_METHOD環境變數以確定是否採用了POST方法，並決定是否要讀取STDIN。POST方法在HTML文檔中定義的表單如下：

<form METHOD=POST
ACTION="/cgi-bin/cgi_gpio.cgi">

Operate
P0

Operate
P1

Operate
P2

 

NAME="cancel"TYPE=reset
value="RESET">

它調用的伺服器指令碼程式是/cgi/bin/cgi_gpio.cgi。CGI擴充程式中form表單的解碼可參考如下程式：

 

char
**getPOSTvars(){

int
i;

int
content_length;

char
**postvars;

char
*postinput;

char
**pairlist;

int
paircount=0;

chr
*nvpair;

char
*eqpos;

來源：(http://blog.sina.com.cn/s/blog_5c0378980100bu4u.html
) - Linux --boa--cgi--轉_Portia_新浪部落格

postinput=getenv("CONTENT_LENGTH");//擷取傳送給程式資料的位元組數

if(!postinput)

exit();

if(!content_length=atoi(postinput)))
//擷取資訊長度

exit(1);

if(!(postinput=(char*)malloc(content_length+1)))

exit(1);

if(!fread(postinput,content_length,1,stadin))

exit(1);

postinput[content_length]='0';

for(i=0;postinput[i];i++)

if(postinput[i]=='+')

postinput[i]=''; //對加易進行處理

pairlist=(char **)malloc(256*sizeof(char
**));

paircount=0;

nvpair=strtok(postinput,"&");//從出現“&”字元的位置把資訊分段，然後對結果依次處理

while
(nvpair){

pairlist[paircount++]=strdup(nvpair);

if(!(paircount%256))

pairlist=(char**)realloc(pairlist,(paircount+256)*sizeof(char**));

nvpair=strtok(NULL,"&");

}

pairlist[paircount]=0;

postvars=(char**)malloc((paircount*2+1)*sizeof(char
**));

for(i=0;i


<paircount;i++){

if(eqpos=strchr(pairlist[i],'=')){

*eqpos='0';

unescape_url(postvars[i*2+1]=strdup(eqpos+1));//調用unescape_url函數繼續解碼

}else{

unescape_url(postvars[i*2+1])=strdup(""));

}


}

postvars[paircount*2]=0;

for(i=0;pairlist[i];i++)

free(pairlist[i]);

free(pairlist);

free(postinput);

return
postvars;

}

其中，unescape_url函數再調用x2c函數，把（不是位元組或數位）特殊字元從其%HH表示方式解碼為文本字元。

 

static
void unescape_url(char *url){

int
x,y;

for(x=0,y=0;url[y];++x,++y){

if((url[x]=url[y])=='%'){

url[x]=x2c(&url[y+1]);

y+=2;

}

}

url[x]='0';

}

(3)直接URL加參數傳遞方法

這是一種不使用表單就可以向CGI傳送資訊的方法。它把資訊直接追加在URL地址後面，資訊和URL之間用號號（？）來分隔。例如，對於一個cgi_gpio.cgi的指令碼，可以從如下的連結啟動：

<A
HREF=/cgi-gpio.cgi!?flag=0 Operate
P0</A>

<A
HREF>

if(!strcmp(get_input,"flag=0")

...//Operate p0

else
if(!strcmp(get_input,"flag=1")

...//Operate P1

else

...//Operate P2

對於上述三種方法，可以根據不同的應用場合和應用要求進行選取。

對於上述三種方法，可以根據不同的應用場合和應用要求進行選取。

結語

嵌入式Web
Server系統方案可以廣泛應用在許多領域，如自動化裝置的遠程監控、嵌入式GSM短訊息平台以及遠程家庭醫學等。並且，隨著互連網應用領域的不斷深入，嵌入式Internet技術將得到更為廣泛的應用和發展。