CN103513986B - 一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,包括步骤如下:首先,HTTP解析与组包模块对HTTP服务收到的网络包进行处理;然后,web服务器总调度模块开始根据解析出的网络参数URI,搜索网页文件定义模块中的数组:查找URI请求的文件;再次,由CGI文件解析及函数解析模块和CGI函数实现模块对CGI文件进行处理。该方法是在无操作系统、无文件系统、无web库支持,内存也非常的有限的单片机或者是ARM CPU设备中进行的。本发明使用简单、模块化的方法为只有简单CPU的设备实现动态web服务器的功能,并且实现AJAX效果,增加了用户与设备进行动态交互的能力。

Description

一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法
技术领域
本发明涉及一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,属于嵌入式Internet设备的技术领域。
背景技术
随着物联网的发展以及网络化尤其是web应用的普及,对设备的联网、智能化等要求也越来越高。如何使用简单的方法让简单的设备也能接入Internet并通过web对其管理、配置将是我们面临的一个难题。
在现有技术中,传统的以单片机或者是Cortex-M3ARM为CPU的设备一般没有实现web功能或者只能实现静态网页;而有动态网页支持的设备一般是支持嵌入式操作系统的CPU再使用成熟的web服务器(如boa)实现,这样势必成本、功耗以及复杂度会成倍的提高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法。本发明的目的在于:提供一种简单、模块的化的方法在无操作系统支持的设备中使用CGI技术实现动态web服务器。公共网关接口CGI(Common GatewayInterface)是WWW技术中最重要的技术之一,有着不可替代的重要地位。CGI是外部应用程序(CGI程序)与Web服务器之间的接口标准,是在CGI程序和Web服务器之间传递信息的规程。CGI规范允许Web服务器执行外部程序,并将它们的输出发送给Web浏览器,CGI将Web的一组简单的静态超媒体文档变成一个完整的新的交互式媒体。
本发明的技术方案如下:
一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,包括步骤如下:
其中,该方法的实现包括了以下模块:HTTP解析与组包模块(http.c)、web服务器总调度模块(web_server.c)、网页文件定义模块(web_page.c)、CGI文件解析及函数解析模块(cgi_parser.c)和CGI函数实现模块(cgi_fun);所述HTTP协议解析与组包模块,用于解析HTTP协议;所述web服务器总调度模块,用于整个web服务器的调度,包括根据URI查找对应的文件、错误处理;所述CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块,用于解析CGI文件,分析出CGI文件中嵌入在<?cgi?>标记中CGI函数的名字和参数;所述CGI函数解析模块,将CGI文件解析模块解析出来的函数名字与CGI函数执行体相对应并执行;
该方法包括步骤如下:
(1)首先,HTTP解析与组包模块对HTTP服务收到的网络包进行处理,HTTP解析与组包模块按照HTTP1.1的格式,解析出网络参数放到HTTP_RQST_HEAD结构体中;所述的网络参数包括Command、URI、Version、Host、Cookies等参数;所述HTTP_RQST_HEAD结构体包含HTTP协议的规定的参数:例如GET的参数放到$_GET[]数组中,POST的参数放到$_POST[]数组中,Cookies放到$_COOKIE[]中;
(2)然后,web服务器总调度模块开始根据解析出的网络参数URI,搜索网页文件定义模块(web_page.c)中的数组:web_pages[]数组,查找URI请求的文件,如果没有找到,则返回404NOT FOUND页面;如果找到了对应的文件,则首先判断是否为CGI文件,如果不是,则直接把web_pages[]数组表示的文件拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;如果为CGI文件,则将此文件送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块进行处理,然后将CGI函数执行的结果拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;
(3)CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块从CGI文件的第一个字符开始扫描,每当遇到<?cgi?>标记时,说明标记里面是CGI函数,然后把标记里面的字符串送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI函数解析模块进行处理,当CGI函数实现模块处理完毕时,返回结果就在发送缓冲区了;
(4)CGI函数解析模块首先将<?cgi?>中字符串格式的CGI函数名字和参数,解析为多个tokens,然后根据tokens[0]在web_cgi_funs[]中查找对应的CGI函数,如果没有找到,则直接把<?cgi?>作为普通的文本放到发送缓冲区中等待发送;如果找到了,则将除了tokens[0]以外的tokens作为参数传递给CGI函数并执行CGI函数,格式如下:
outbuf=(*web_cgi_funs[i].func)(tokensNum,cgi_cmd_tokens,outbuf,http_rqst_head,http_resp_head);
(5)CGI函数如果需要页面传来的GET或者是POST变量,则使用http_get_arg_get()函数或者是http_post_arg_get()函数从http_rqst_head中获取;在使用IP地址设置页面设置IP地址时,HTTP解析与组包模块将IP、子网掩码以及网关的设置结果放到http_rqst_head的$_POST[]变量中,cgi_ip_set函数使用http_post_arg_get(http_rqst_head,"IP")得到IP参数,然后进行处理;CGI函数最后将结果放到发送缓冲区;
(6)当CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块将整个CGI文件处理完毕时,直接将HTTP协议发送的参数放在http_resp_head变量中和发送缓冲区送给HTTP解析与组包模块进行发送发送便可。
根据本发明优选的,步骤(2)中web_pages[]描述所有web文件的静态数组,此数组包括所有web文件的路径名字、类型、尺寸和详细定义;所有的web文件以数组的方式编写进代码中。
根据本发明优选的,步骤(4)中web_cgi_funs[]描述所有CGI函数的静态数组,此数组包含所有定义的CGI函数。
根据本发明优选的,所述存放所有web文件的静态数组包括HTML文件、CGI文件、图片和CSS文件。这些文件都是以静态的方式存放在此数组,无需专门的文件系统存放;而CGI文件只是将CGI函数使用<?cgi?>标记插入普通的HTML文件形成。
根据本发明优选的,所述存放所有CGI函数的静态数组,包含所有的CGI函数。所有的CGI函数都是以C语言实现。保持与系统语言一致,便于实现。
根据本发明优选的,所述HTTP协议解析与组包模块,包括对HTTP Command、URI、HTTP Version、Host,HTTP标准协议参数的解析,以及Cookies的解析与处理。
根据本发明优选的,所述方法还包括AJAX效果实现方法:所述AJAX效果,是指不需要人工刷新整个页面,而是由浏览器自动发送查询参数,并刷新显示在页面的部分区域内;本方法中的设备运行时间实时显示便是使用AJAX实现;javascript文件get_time.js包含一个定时器,每隔1秒向web服务器指定的页面发送查询请求,等web服务器应答后,get_time.js变将结果在后台刷新到页面的指定区域。
本发明的优势在于:
1、本发明所述的方法只需要5K的代码空间就能实现一个如上所述功能的webserver。
2、本发明所述的方法只需要基本的C语言实现整个代码,不需要任何第三方库。
3、本发明所述的方法中,各个模块划分明确,算法实现简单,运行效率非常高。
4、本发明所述的方法不需要文件系统支持。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为本发明CGI文件解析及函数解析模块的流程图;
图3为本发明的实现的自动刷新设备运行时间的AJAX效果图;
图4为本发明的实现获取和设置设备IP地址效果图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明,但不限于此。
在执行本发明所述方法之前,
首先介绍该方法中用到的数据结构
i.web_pages[]数组主要包含所有web页面的描述,包括文件的名字、格式、尺寸、已经指向具体文件字符串的指针,具体内容如下:
页面的格式可以为HTML、CSS、图片、CGI等等。
ii.而普通HTML页面的格式只是以字符串方式存储,具体实现如下(以login.htm文件为例):
iii.图片文件直接可以使用工具转换为C语言可识别的数组格式(以logo.jpg文件为例):
iv.CGI页面的格式如下(以get_ip.cgi文件为例):
如上所示其中需要嵌入CGI代码的位置,直接将CGI函数及参数放入<?cgi?>标记中便可,加入要嵌入一段获取设备当前IP的代码,则使用<?cgi getip“ip”;?>便可,如果要获取子网掩码则使用<?cgi getip“mask”;?>。在此方法中,getip为一个CGI函数,带一个参数,参数可以为”ip”、”mask”、”gateway”。getip等CGI函数,都被放到了cgi_funs[]数组中,供CGI函数解析模块调用。
v.cgi_funs[]数组格式如下:
vi.CGI函数格式如下(以setip为例):
实施例1、
一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,包括步骤如下:
其中,该方法的实现包括了以下模块:HTTP解析与组包模块(http.c)、web服务器总调度模块(web_server.c)、网页文件定义模块(web_page.c)、CGI文件解析及函数解析模块(cgi_parser.c)和CGI函数实现模块(cgi_fun)。所述HTTP协议解析与组包模块,用于解析HTTP协议;所述web服务器总调度模块,用于整个web服务器的调度,包括根据URI查找对应的文件、错误处理;所述CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块,用于解析CGI文件,分析出CGI文件中嵌入在<?cgi?>标记中CGI函数的名字和参数;所述CGI函数解析模块,将CGI文件解析模块解析出来的函数名字与CGI函数执行体相对应并执行;HTML文件、图片、CSS等静态文件可以直接使用数组的方式存放在web_pages[],而对于CGI动态文件,只需要像PHP或者是ASP文件一样,在HTML中插入<?cgi?>表示的CGI函数便可。
该方法包括步骤如下:
(1)首先,HTTP解析与组包模块对HTTP服务收到的网络包进行处理,HTTP解析与组包模块按照HTTP1.1的格式,解析出网络参数放到HTTP_RQST_HEAD结构体中;所述的网络参数包括Command、URI、Version、Host、Cookies等参数;所述HTTP_RQST_HEAD结构体包含HTTP协议的规定的参数:例如GET的参数放到$_GET[]数组中,POST的参数放到$_POST[]数组中,Cookies放到$_COOKIE[]中;
(2)然后,web服务器总调度模块开始根据解析出的网络参数URI,搜索网页文件定义模块(web_page.c)中的数组:web_pages[]数组,查找URI请求的文件,如果没有找到,则返回404NOT FOUND页面;如果找到了对应的文件,则首先判断是否为CGI文件,如果不是,则直接把web_pages[]数组表示的文件拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;如果为CGI文件,则将此文件送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块进行处理,然后将CGI函数执行的结果拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;
(3)CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块从CGI文件的第一个字符开始扫描,每当遇到<?cgi?>标记时,说明标记里面是CGI函数,然后把标记里面的字符串送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI函数解析模块进行处理,当CGI函数实现模块处理完毕时,返回结果就在发送缓冲区了;
(4)CGI函数解析模块首先将<?cgi?>中字符串格式的CGI函数名字和参数,解析为多个tokens,然后根据tokens[0]在web_cgi_funs[]中查找对应的CGI函数,如果没有找到,则直接把<?cgi?>作为普通的文本放到发送缓冲区中等待发送;如果找到了,则将除了tokens[0]以外的tokens作为参数传递给CGI函数并执行CGI函数,格式如下:
outbuf=(*web_cgi_funs[i].func)(tokensNum,cgi_cmd_tokens,outbuf,http_rqst_head,http_resp_head);
(5)CGI函数如果需要页面传来的GET或者是POST变量,则使用http_get_arg_get()函数或者是http_post_arg_get()函数从http_rqst_head中获取;在使用IP地址设置页面设置IP地址时,HTTP解析与组包模块将IP、子网掩码以及网关的设置结果放到http_rqst_head的$_POST[]变量中,cgi_ip_set函数使用http_post_arg_get(http_rqst_head,"IP")得到IP参数,然后进行处理;CGI函数最后将结果放到发送缓冲区;
(6)当CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块将整个CGI文件处理完毕时,直接将HTTP协议发送的参数放在http_resp_head变量中和发送缓冲区送给HTTP解析与组包模块进行发送发送便可。
步骤(2)中web_pages[]描述所有web文件的静态数组,此数组包括所有web文件的路径名字、类型、尺寸和详细定义;所有的web文件以数组的方式编写进代码中。
步骤(4)中web_cgi_funs[]描述所有CGI函数的静态数组,此数组包含所有定义的CGI函数。
所述存放所有web文件的静态数组包括HTML文件、CGI文件、图片和CSS文件。这些文件都是以静态的方式存放在此数组,无需专门的文件系统存放;而CGI文件只是将CGI函数使用<?cgi?>标记插入普通的HTML文件形成。
所述存放所有CGI函数的静态数组,包含所有的CGI函数。所有的CGI函数都是以C语言实现。保持与系统语言一致,便于实现。
所述HTTP协议解析与组包模块,包括对HTTP Command、URI、HTTP Version、Host,HTTP标准协议参数的解析,以及Cookies的解析与处理。
实施例2、
如实施例1所述的一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其区别在于,所述方法还包括AJAX效果实现方法:所述AJAX效果,是指不需要人工刷新整个页面,而是由浏览器自动发送查询参数,并刷新显示在页面的部分区域内;本方法中的设备运行时间实时显示便是使用AJAX实现;javascript文件get_time.js包含一个定时器,每隔1秒向web服务器指定的页面发送查询请求,等web服务器应答后,get_time.js变将结果在后台刷新到页面的指定区域。
所述get_time.js的实现如下:
AJAX具体发送到的web服务器文件由url变量定义,在此为get_time.cgi,然后get_time.cgi文件将使用CGI函数getsystime获取当前设备运行世界,并将结果返回给浏览器便可。
get_time.cgi文件定义如下:

Claims (7)

1.一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于,该方法包括步骤如下:
其中,该方法的实现包括了以下模块:HTTP解析与组包模块http.c、web服务器总调度模块web_server.c、网页文件定义模块web_page.c、CGI文件解析及函数解析模块cgi_parser.c和CGI函数实现模块cgi_fun;
该方法包括步骤如下:
(1)首先,HTTP解析与组包模块对HTTP服务收到的网络包进行处理,HTTP解析与组包模块按照HTTP 1.1的格式,解析出网络参数放到HTTP_RQST_HEAD结构体中;
(2)然后,web服务器总调度模块开始根据解析出的网络参数URI,搜索网页文件定义模块web_page.c中的数组:web_pages[]数组,查找URI请求的文件,如果没有找到,则返回404 NOT FOUND页面;如果找到了对应的文件,则首先判断是否为CGI文件,如果不是,则直接把web_pages[]数组表示的文件拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;如果为CGI文件,则将此文件送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块进行处理,然后将CGI函数执行的结果拷贝到发送缓冲区由HTTP解析与组包模块发送;
(3)CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块从CGI文件的第一个字符开始扫描,每当遇到<?cgi?>标记时,说明标记里面是CGI函数,然后把标记里面的字符串送给CGI文件解析及函数解析模块中的CGI函数解析模块进行处理,当CGI函数实现模块处理完毕时,返回结果就在发送缓冲区了;
(4)CGI函数解析模块首先将<?cgi?>中字符串格式的CGI函数名字和参数,解析为多个tokens,然后根据tokens[0]在web_cgi_funs[]中查找对应的CGI函数,如果没有找到,则直接把<?cgi?>作为普通的文本放到发送缓冲区中等待发送;如果找到了,则将除了tokens[0]以外的tokens作为参数传递给CGI函数并执行CGI函数,格式如下:
(5)CGI函数如果需要页面传来的GET或者是POST变量,则使用http_get_arg_get()函数或者是http_post_arg_get()函数从http_rqst_head中获取;在使用IP地址设置页面设置IP地址时,HTTP解析与组包模块将IP、子网掩码以及网关的设置结果放到http_rqst_head的$_POST[]变量中,cgi_ip_set函数使用http_post_arg_get(http_rqst_head,"IP")得到IP参数,然后进行处理;CGI函数最后将结果放到发送缓冲区;
(6)当CGI文件解析及函数解析模块中的CGI文件解析模块将整个CGI文件处理完毕时,直接将HTTP协议发送的参数放在http_resp_head变量中和发送缓冲区送给HTTP解析与组包模块进行发送便可。
2.根据权利要求1所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:
步骤(2)中web_pages[]描述所有web文件的静态数组,此数组包括所有web文件的路径名字、类型、尺寸和详细定义;所有的web文件以数组的方式编写进代码中。
3.根据权利要求1所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:
步骤(4)中web_cgi_funs[]描述所有CGI函数的静态数组,此数组包含所有定义的CGI函数。
4.根据权利要求2所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:所述描述所有web文件的静态数组包括HTML文件、CGI文件、图片和CSS文件。
5.根据权利要求3所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:所述描述所有CGI函数的静态数组,包含所有的CGI函数,所有的CGI函数都是以C语言实现。
6.根据权利要求1所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:所述HTTP协议解析与组包模块,包括对HTTP Command、URI、HTTP Version、Host,HTTP标准协议参数的解析,以及Cookies的解析与处理。
7.根据权利要求1所述一种在无操作系统设备中利用CGI技术实现动态web服务器的方法,其特征在于:所述方法还包括AJAX效果实现方法:javascript文件get_time.js包含一个定时器,每隔1秒向web服务器指定的页面发送查询请求,等web服务器应答后,get_time.js变将结果在后台刷新到页面的指定区域。
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