Linux嵌入式开发与应用——实验6.doc

在Linux嵌入式开发中，文件操作是至关重要的，尤其是在进行系统级编程和设备驱动开发时。本实验“Linux嵌入式开发与应用——实验6”主要关注文件读写以及文件锁的使用，旨在加深对Linux文件I/O操作的理解，特别是open、read、write和fcntl等函数的应用。 1. 文件I/O操作： - `open`函数用于打开一个文件，它接受文件名和标志参数，如O_RDWR表示读写模式，O_CREAT表示如果文件不存在则创建。 - `read`函数读取文件内容，需要提供文件描述符、缓冲区和要读取的字节数。 - `write`函数向文件写入数据，同样需要文件描述符、数据缓冲区和要写入的字节数。 - `fcntl`函数是一个非常强大的文件控制函数，可用于设置文件锁，这里的F_WRLCK和F_RDLCK分别代表写入锁和读取锁。 2. 文件锁机制： - 文件锁用于在多个进程间同步对文件的访问，防止数据冲突。在本实验中，使用`fcntl`函数设置文件锁，F_WRLCK用于设置写入锁，F_RDLCK用于设置读取锁，而F_UNLCK用于解锁。 - 写入锁（F_WRLCK）确保在锁定期间，其他进程不能读取或写入文件，以保护数据的一致性。 - 读取锁（F_RDLCK）允许其他进程同时读取文件，但不允许写入，防止数据被修改。 3. 实验流程： - 程序打开并创建文件"hello"，然后设置写入锁并写入"Hello\n"字符串。 - 写入完成后，释放写入锁，接着设置读取锁并读取文件内容。 - 模拟多进程情况，展示当多个进程试图读写同一文件时的行为。 4. 多进程交互： - 当两个或更多进程尝试同时访问同一文件时，文件锁机制就显得尤为重要。例如，终端一成功获取写入锁并写入数据，然后切换到读取锁并读取数据。终端二尝试获取写入锁时，由于文件已被锁定，所以只能等待锁的释放。 - 这种现象展示了并发访问文件时的同步问题，不同的进程可能会遇到等待锁的情况，直到其他进程完成其操作并释放锁。 5. 实验编译与执行： - 在宿主机上，使用gcc编译源代码生成本地可执行文件expr1。 - 对于目标板，需要进行交叉编译，这里使用arm-linux-gcc生成适用于目标板的expr2。 - 将expr2下载到目标板上运行，观察并发行为。 通过这个实验，开发者可以深入理解如何在Linux环境中进行文件读写和文件锁的管理，这对于构建可靠的嵌入式系统和处理并发访问场景至关重要。同时，实验结果展示了在多进程环境下的文件访问控制，有助于开发者学习如何避免数据竞争和不一致状态。