基于BOA搭建和移植服务器

基于BOA搭建及移植web服务器

​ 这学期的硬件课设选择了web服务器。在web服务器中，较为常用的是tomcat，nigix。但是这种服务器比较大，占用资源比较多，并不适合于嵌入式设备中。而boa是一个很轻便的web服务器，部署简单，占用资源少，支持多种语言。

一、下载及配置BOA服务器

1. 下载安装boa服务器

ubuntu下操作：首先在http://www.boa.org下载BOA服务器的源码：boa-0.94.13.tar.gz版本为0.94.13。

对其进行解压：

$ tar xzf boa-0.94.13.tar.gz

还要安装必要的工具bison，flex。否则会出现：

make: yacc：命令未找到
make: *** [y.tab.c] 错误 127。

$ sudo apt-get install bison flex

打开解压出的文件夹

2. 修改相关配置文件

修改src/compat.h文件:

打开compat.h找到这一条语句：

#define TIMEZONE_OFFSET(foo) foo##->tm_gmtoff

将其修改为：

#define TIMEZONE_OFFSET(foo) (foo)->tm_gmtoff

这是由于本机所使用的交叉编译版本对语句用法的不同。

修改 src/log.c文件。

打开log.c注释掉下列语句：

/*if (dup2(error_log, STDERR_FILENO) == -1) {
        DIE("unable to dup2 the error log");
  }*/

否则会出现错误：

log.c:73 unable to dup2 the error log:bad file descriptor。

修改src/boa.c文件。

打开src/boa.c注释掉下面两句话：

#if 0
       if (passwdbuf == NULL) {
       DIE(”getpwuid”);
       }
       if (initgroups(passwdbuf->pw_name, passwdbuf->pw_gid) == -1) {
       DIE(”initgroups”);
       }
#endif

否则会出现错误：

boa.c:211 - getpwuid: No such file or directory。

#if 0
     if (setuid(0) != -1) {
             DIE(”icky Linux kernel bug!”);

    }
#endif

否则会出现问题：

boa.c:228 - icky Linux kernel bug!: No such file or directory。

3. 生成boa可执行文件

进入相关目录生成makefile文件：

$ cd boa-0.94.13/src
$ ./configure

修改makefile文件。

$vim Makefile

修改CC ＝ gcc 为 CC ＝ arm-linux-gnueabihf-gcc

修改CPP ＝ gcc -E 为 CPP ＝ arm-linux-gnueabihf-gcc -E

接下来进行编译。

$ make

然后为刚刚生成的二进制文件boa瘦身删除其调试信息。

$ arm-linux-gnueabihf-strip boa

4. 修改配置

找到配置文件boa.conf并进行如下修改：

$ sudo vi boa.conf

(1)对Group的修改

将Group nogroup（这是修改程序所属的组）。

修改为 Group 0

(2)对user的修改

将User nobody（这里是修改程序所属的用户）。

修改为 User 0

(3)对ScriptAlias的修改

将ScriptAlias /cgi-bin/ /usr/lib/cgi-bin/

修改为 ScriptAlias /cgi-bin/ /www/cgi-bin/（这里是配置服务器读取cgi程序的目录，需要在SD卡中同样的位置建立同样的目录）。

(4)对DoucmentRoot的修改

将DoucmentRoot /var/www

修改为DoucmentRoot /www（这里是服务器初始网页放置的位置同样需要在SD卡同样的位置建立同样的文件夹并将名为index.html的网页放置在其中）。

(5)对ServerName的修改

将#ServerName [www.your.org.here](http://www.your.org.here)

修改为 ServerName www.your.org.here

否则会出现错误“gethostbyname::No such file or directory”

(6)对AccessLog修改

将AccessLog /var/log/boa/access_log（在SD卡相应位置建立同名文件夹以存放日志文件，否则提示找不到文件夹，这里不用log功能就注释掉）。

修改为#AccessLog /var/log/boa/access_log

否则会出现错误提示：“unable to dup2 the error log: Bad file descriptor”

在目标板(这里使用树莓派)上需要做的配置：

创建目录/etc/boa并且把boa 和 boa.conf拷贝到这个目录下：

先把文件从虚拟机中拖拽到物理机上，再通过vnc viewer的文件传输功能下载到板子上。用户权限无法查看根目录的文件，使用root权限进行下面操作。

$ mkdir /etc/boa

$ cp boa.conf /rootfs/etc/boa

创建HTML文档的主目录/www：

$ mkdir /www

创建CGI脚本所在的目录 /www/cgi-bin：

$ mkdir /www/cgi-bin

这样boa的服务器基础就搭建好了。

二、 测试服务器动态网页功能

​ 到此为止服务器已经搭建完成了，接下来就要测试服务器是否能够成功运行动态网页了，为了顺利完成测试，首先要做的是让目标板和主机能够通信。

​ 用交叉网线连接主机和开发板的配置较复杂，本地连接要使主机和开发板在同一网段下。折腾失败过一次没再研究。这里使用笔记本和树莓派wifi连在同一路由器下可直接连通，用手机热点效果一样，ping路由器后台查到的ip即可。ping通就可以通信了

接下来要做的就是编译一个cgi程序，因为只是测试用所以就用最简单的hello world来测试：

首先编写hello world代码：

#include<stdio.h> 
int main(int argc, char** argv)  
{  
  printf("Content-type:text/html\n\n");  
  printf("<html>\n");  
  printf("<head><title>cgiCHello.c</title></head>\n");  
  printf("<body>\n");  
  printf("<h1>Hello World! <font color=\"blue\">\"CGI C\"</font> </h1>\n");  
  printf("</body>\n");  
  printf("</html>\n");  
  return 0; 
}

编写完成后将文本文档命名为：hello.c。然后再对其进行编译，使之成为一个cgi文件：

arm-linux-gnueabihf-gcc -o hello.cgi hello.c

安装交叉编译器

这里才发现自己的ubuntu没有安装交叉编译器，先在arm-linux-gnueabihf官网 下载压缩包

(1) 拷贝gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar到ubuntu目录下

(2) 在/usr/local/下建立arm文件夹 mkdir /usr/local/arm

(3) 进入gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar所在的目录，将gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar解压到/usr/local/arm/下

tar xvf -C/usr/local/arm/

(4) 添加环境变量 vim /etc/profile

在末尾添加

export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

(5) source /etc/profile 使新添加的环境变量生效

(6) 查看是否安装成功

终端输入arm-linux-gnueabihf-gcc -v出现一系列说明，末尾的版本号与安装版本相同则安装成功

代码的编辑编译可以在树莓派上进行，完全版系统镜像自带gcc

gcc -o hello.cgi hello.c

在当前文件夹下便会生成hello.cgi，为这个文件添加权限，使其可执行：

chmod +X hello.cgi

将这个文件移动到服务器中的文件夹：

cp hello.cgi /www/cgi-bin/

现在可以打开浏览器在地址栏中输入 板子ip/cgi-bin/hello.cgi 出现下图所示页面说明cgi功能可以使用，可以进行下一步工作了：

cgihello

实现嵌入式web远程控制功能

​ 目前为止，服务器的搭建以及数据的传输等基本功能已经实现了，为了能够实现嵌入式web远程控制的功能，就需要让控制者进入到其主页来进行编辑提交，所以在这个页面中就要让控制者能够对目标板进行各种控制和修改，而html只是单方向的，不能进行信息的交互，这时候就需要cgi程序来完成交互的任务。

一、静态网页的配置

服务器的文件结构：/www为服务器根目录，存放index.html是服务器的首页，cgi-bin文件夹存放各种cgi程序和sh脚本，下面每个编译好的.cgi和.sh文件都cp到这个目录下。

html文件的格式：
编辑index.html，文件的内容如下：

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">

<html>
    <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
    <title>Hello</title>
    <script type="text/javascript">
        function MM_jumpMenu(targ,selObj,restore){ //v3.0
        eval(targ+".location='"+selObj.options[selObj.selectedIndex].value+"'");
        if (restore) selObj.selectedIndex=0;
        }
    </script>
    </head>

    <body>
    <h1>Hello</h1>  
    <p>&nbsp;</p>                                            
    <p>&nbsp;</p>
    <form id="form1" name="form1" method="get" action="/cgi-bin/reboot.cgi">
        <input type="submit" value="重启">
    </form>
    <a href="http://192.168.43.133/cgi-bin/hello.cgi#tips" target="_blank">hello~</a><pre>
<form action="/cgi-bin/Changeip.cgi" method="post">
<input type="text" name="var_ip">
<input type="submit" >
</form>
</p>　
</html>

每个标记都是一一对应的。每个网页文件都是以<html>开始和以</html>结束。<title>与</title>之间的内容是网页的标题。会显示在浏览器的标题栏上。<body>与</body>之间放的是网页内容。

显示出的效果如下：

index

<p>&nbsp;</p> 语句能够实现空行功能，以便使网页整体结构不会过于紧凑，
<a href="http://192.168.43.133/cgi-bin/hello.cgi#tips" target="_blank">hello~</a><pre>

该语句表示了在网页中加入一个超链接，该链接指向http://192.168.43.133/cgi-bin/hello.cgi 显示为hello用于测试服务器的cgi功能。

点击hello~之后服务器跳转，页面显示的内容：

cgihello

二、动态网页的配置

1 HTML表单

<form action="/cgi-bin/Changeip.cgi" method="post"> /表单动作指向Changeip.cgi 传送方式为post
<input type="text" name="var_ip">                   /插入文本框，赋值名为var_ip
<input type="submit" >                              /插入提交按钮 
</form>                                             /表单结束

上面的语句表示了以post的方式将表单内容发送给Changeip.cgi，同时定义了一个按键和一个输入文本框，按钮的属性为提交按钮，文本框内的值为var_ip的值。

2 cgi功能的实现

​ 为了能够实现更改ip的的功能就需要写一个shell脚本调用配置文件并对其进行修改，然而修改这个文件需要root权限，可是单单给shell脚本加上权限并不能达到目的，这时就需要借用一个c程序来提升其权限：

Changeip.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("Content-type: text/html\n\n");  //输出类型
    uid_t uid ,euid;
    uid = getuid() ;
    euid = geteuid();
    if(setreuid(euid, uid))
    perror("setreuid");                     //交换这两个id
    system("/www/cgi-bin/Changeip.sh");     //调用程序
    return 0;
}

这个c程序所做的便是提升changip.sh脚本的权限。当在网页中输入一个ip地址后，进入changip.sh

将通过awk截取变量f 以-为分隔符的第二个域(2)的值，并赋值给var_ip这个变量：

var_ip=`echo $QUERY_STRING | awk -F '&' '{print $1}' | awk -F '=' '{print $2}'`

因为采用wlan连接，设置静态ip地址不是在interfaces里，而是在/etc/dhcpcd.conf中更改。

将得到的var_ip这个值写入/etc/dhcpcd.conf：

eth0_cfg="/etc/dhcpcd.conf"
sed -i '/^static ip_address=/d'  $eth0_cfg          #删除匹配到ip的行
echo "static ip_address=$var_ip/24"     >> $eth0_cfg

这样就完成了ip的更改

Changip.sh:

#!/bin/bash

if [ $REQUEST_METHOD  = "POST" ]; then
    QUERY_STRING=`cat /dev/stdin`
fi

echo "Content-type:text/html"
echo ""
eth0_cfg="/etc/dhcpcd.conf"

var_ip=`echo $QUERY_STRING | awk -F '&' '{print $1}' | awk -F '=' '{print $2}'`
sed -i '/^static ip_address=/d'  $eth0_cfg
echo "static ip_address=$var_ip/24"     >> $eth0_cfg

使开发板重启功能也是通过cgi调用sh脚本实现。

仿照Changeip编写如下代码：

reboot.c:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    printf("Content-type: text/html\n\n"); 
    printf("<html>\n");    
    printf("<head><title>reboot</title></head>\n");    
    printf("<body>\n");    
    printf("<h1>The system is going to reboot .......\n\n  </h1>\n");    
    printf("</body>\n");    
    printf("</html>\n");   
    
    uid_t uid ,euid;
    uid = getuid() ;
    euid = geteuid();
    if(setreuid(euid, uid))
        perror("setreuid");
    system("/www/cgi-bin/reboot.sh");
    return 0;
}

reboot.sh:

#!/bin/bash
echo "Content-type:text/html"
echo "系统将要重启！"
/sbin/shutdown -r now

经过后面的测试shell脚本可以使用，前提是需要使用命令chmod 777 reboot.sh改变其权限。

(这里修改为u+s无效，待解)

编译Change.c和reboot.c，将.cgi和.sh文件都cp到/www/cgi-bin下

三、测试远程控制功能

1.查看boa服务

boa配置好后一般随开机启动

ps -aux | grep boa可以查看boa的进程号，kill进程号关闭，boa命令重启。

[图片上传失败...(image-18196d-1574346259273)]

<center>启动boa服务器

在主机浏览器地址栏内输入开发板服务器的ip（192.168.43.133）这样就进入了服务器的主页，主页的内容很直接，两个按钮，一个超链接，一个文本框：

<img src = 'https://ftp.bmp.ovh/imgs/2019/11/6d68e263bace4c21.png' />

<center>boa服务器主页

2.测试修改ip

首先设置板子的静态ip

vim /etc/dhcpcd.conf 在文件末尾添加静态地址配置

interface wlan0
static routers=192.168.1.1
static domain_name_servers=114.114.114.114 8.8.8.8
static ip_address=192.168.43.133/24

重启wifi网卡

wpa_cli -i wlan0 reconfigure

查看开发板当前ip地址，输入ifconfig wlan0或ip addr show wlan0命令后可以看到板子当前的连接，硬件地址，ipv4和ipv6地址，广播地址，以及子网掩码等。

ifconfig

在网页文本框输入想要修改的ip地址点击提交，正常弹出网页后ifconfig wlan0查看板子ip，这时并没有更改，查看dhcpcd.conf文件，发现已经修改成功，因为更改conf文件后要再次重启wifi网卡，发现远程登陆断开，以新ip登陆，这时查看ip已经改变为刚才输入的地址了。

3.测试重启功能

在网页上点击重启按钮，弹出窗口，远程连接断开，板子灯表示正在重启，等待一会恢复连接。

总结

​ 通过这次课设第一次搭建服务器，了解服务器文件的结构和运行方式，学到了更多linux下的命令，遇到问题多查官方文档和其他个人博客，踩到的雷前人一般都有解决方法。对于boa和cgi程序有了初步了解，尤其是权限问题，cgi和sh脚本经常提高权限才能正常运行。

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