基于FS2410的SQLite移植

  一、引言
        本文将简要介绍如何在FS2410平台上移植SQLite嵌入式数据库。SQLite是一个采用C语言开发的嵌入式数据库引擎。在不至于引起混淆的情况下，本文也将其简称为QLite3。数据库的目标是实现对数据的存储、检索等功能。传统的数据库产品除提供了基本的查询、添加、删除等功能外，也提供了很多高级特性，如触发器、存储过程、数据备份恢复等。但实际上用到这些高级功能的时候并不多，应用中频繁用到的还是数据库的基本功能。于是，在一些特殊的应用场合，传统的数据库就显得过于臃肿了。在这种情况下，嵌入式数据库开始崭露头角。嵌入式数据库是一种具备了基本数据库特性的数据文件，它与传统数据库的区别是：嵌入式数据库采用程序方式直接驱动，而传统数据库则采用引擎响应方式驱动。嵌入式数据库的体积通常都很小，这使得嵌入式数据库常常应用在移动设备上。由于性能卓越，所以在高性能的应用上也经常见到嵌入式数据库的身影。SQLite是一种嵌入式数据库。SQLite的目标是尽量简单，因此它抛弃了传统企业级数据库的种种复杂特性，只实现那些对于数据库而言非常必要的功能。尽管简单性是SQLite追求的首要目标，但是其功能和性能都非常出色。它具有这样一些特点[1]：支持ACID事务（ACID是Atomic、Consistent、Isolated、Durable的缩写）；零配置，不需要任何管理性的配置过程；实现了大部分SQLArray2标准；所有数据存放在一个单独的文件之中，支持的文件大小最高可达2TB；数据库可以在不同字节序的机器之间共享；体积小，在去掉可选功能的情况下，代码体积小于150KB，即使加入所有可选功能，代码大小也不超过250KB；系统开销小，检索效率高，执行常规数据库操作时速度比客户/服务器类型的数据库快；简单易用的API接口；可以和Tcl、Python、C/C++、Java、Ruby、Lua、Perl、PHP等多种语言绑定；自包含，不依赖于外部支持；良好注释的代码；代码测试覆盖率达Array5%以上；开放源码，可以用于任何合法用途。由于这样一些杰出的优点，SQLite获得了由Google与O’Reilly举办的2005 Open Source Award！由于SQLite具有功能强大、接口简单、速度快、占用空间小这样一些特殊的优点，因此特别适合于应用在嵌入式环境中。SQLite在手机、PDA、机顶盒等设备上已获得了广泛应用。本文将说明如何在ARM-Linux内核的基础上移植SQLite3。

二、移植过程

          首先我从sqlite-amalgamation-3.6.1.tar.gz下载3.6.1源码，SQLite官方网为:http://sqlite.org。源码我放在/home/sqlite/目录下，在进行移植之前确定已经安装好交叉编译环境(我安装的是arm-linux-gnu-gcc 3.4.5).
(1)解压sqlite-amalgamation-3.6.1.tar.gz
/home/sqlite/#tar zxf sqlite-amalgamation-3.6.1.tar.gz
(2)进入解压出来的sqlite目录，创建sqlite-3.6.1目录，并进入该目录
/home/sqlite/sqlite-amalgamation-3.6.1#mkdir sqlite-3.6.1
(3)并且在此创建等会要安装的目录，在此我将把sqlite安装到/home/目录，于是创建/home/sqlite-arm目录
/home/sqlite/sqlite-amalgamation-3.6.1#mkdir /home/sqlite-arm
(4)接着输入以下命令：
sqlite-3.6.1#../configure --prefix=/home/sqlite-arm  --host=arm-linux-gnu 
    configure:是软件的组态设置文件，产生对应平台的Makefile文件，--prefix：表示产生的文件的存放目录--host指定软件运行的系统平台 在此指定的是交叉编译工具链的前缀
(5)接着进行编译并进行安装
sqlite-3.6.1# ls
config.log  config.status  libtool  Makefile
sqlite-3.6.1#make      \\根据Makefile的内容   编译出符合平台的可执行文件
sqlite-3.6.1#make install  \\安装编译成功的软件
(6)执行完以上命令就会在/home/sqlite-arm/目录下产生：bin,include,lib
sqlite-3.6.1#ls /home/sqlite-arm
bin include lib
(7)可以分别使用如下命令把动态库文件的调试信息给剥离，减少文件所占有的空间
sqlite-3.6.1#cd /home/sqlite-arm
sqlite-arm#cd lib
sqlite-arm/lib#ls
libsqlite3.a   libsqlite3.so    libsqlite3.so.0.8.6
libsqlite3.la  libsqlite3.so.0
sqlite-arm/lib#arm-linux-gnu-strip libsqlite3.so.0.8.6
sqlite-arm/lib#cd ../bin
sqlite-arm/bin# ls
sqlite3
sqlite-arm/bin#arm-linux-gnu-strip sqlite3
(8)最后把整个/home/sqlite-arm目录拷贝到板子的网络文件系统中，在此我的板子NFS文件系统在/rootfs/filesystem/
sqlite-arm/bin#cd ../../
home#cp sqlite-arm /rootfs/filesystem/home/ -a （记得加-a，这样就会把软链接一起拷贝）
home#cd /rootfs/filesystem/home/
/rootfs/filesystem/home# ls
caoyi  sqlite-arm
/rootfs/filesystem/home#cd sqlite-arm
/rootfs/filesystem/home/sqlite-arm#ls
bin include lib
(9)把需要的动态库拷贝到根文件系统的/lib目录中
rootfs/filesystem/home/sqlite-arm# cp ./lib/* ../../lib/ -a
这样动态编译的程序就不会因为找不到库文件而烦恼啦！
   至此已经移植好了sqlite3。可执行文件在bin目录，include目录包含一些头文件，lib目录包含一些动态库。
三、测试

（1）以下#开头的是在开发板终端命令
# cd /home
# ls
adc         fadc        shyi        sqlite-arm
# cd sqlite-arm/
# ls
bin      include  lib
# cd bin/
# ls
sqlite3
# ./sqlite3
SQLite version 3.6.1
Enter ".help" for instructions
Enter SQL statements terminated with a ";"
sqlite>
这时表示成功，不过此时再也不能做其它事了，只有重启开发板。
（2）下面，编写两个连接sqlite数据库的C程序，在fs2410上运行：
测试程序一：
/rootfs/filesystem/home# vim test1.c (主机上编写哦)

#include <stdio.h> #include "sqlite3.h" int main(void) {  sqlite3 *db = NULL;  int rc;  rc = sqlite3_open("test.db",&db);  if(rc) {   fprintf(stderr,"Can't open database: % s\n",sqlite3_errmsg(db));   sqlite3_close(db);   exit(1);  }  else {   printf("Open test.db successfully!\n");  }  sqlite3_close(db);  return 0; }

交叉编译：

/rootfs/filesystem/home# arm-linux-gnu-gcc -I./sqlite-arm/include/ -L./sqlite-arm/lib/ test.c -o test -lsqlite3
-I指定要包含的头文件路径，-L指定动态库的路径，-lsqlite3动态库的名字。在终端进入根文件系统的/home目录中执行：
# ./test
Open test.db successfully!
这时会出现一个test.db文件。
    我们再写个包含连接数据库，创建表，插入数据等SQL语句的C语言程序。
测试程序二：
/rootfs/filesystem/home# vim test2.c (这是官方测试程序，主机上编写哦)

#include <stdio.h> #include "sqlite3.h"   static int  callback(void *NotUsed, int argc, char **argv, char **azColName) {  int i;  for (i = 0; i < argc; i++) {     printf("%s = %s\n", azColName, argv[i] ? argv[i] : "NULL");  }  printf("\n");   return 0; } int main(int argc, char **argv) {  sqlite3        *db;  char           *zErrMsg = 0;  int             rc;  if (argc != 3) {     fprintf(stderr, "Usage: %s database_name SQL- statement\n", arg v[0]);    exit(1);  }  rc = sqlite3_open(argv[1], &db);    if (rc) {     fprintf(stderr, "Can't open database: %s\n", sqlite3_errmsg(d b));     sqlite3_close(db);     exit(1);  }  rc = sqlite3_exec(db, argv[2], callback, 0, &zErrMsg);  if (rc != SQLITE_OK) {    fprintf(stderr, "SQL error: %s\n", zErrMsg);    sqlite3_free(zErrMsg);  }  sqlite3_close(db);    return 0; }

交叉编译：
/rootfs/filesystem/home# arm-linux-gnu-gcc -I./sqlite-arm/include/ -L./sqlite-arm/lib/ test2.c -o test2 -lsqlite3

接下来就可以测试test程序了。test程序接受两个参数：第一个参数为数据库文件名，第二个参数为要执行的SQL语句。程序中与SQLite3的API相关的地方主要有四个：第27行的sqlite3_open()，第33行的sqlite3_exec()，第30行和第38行的sqlite3_close()，第36行的sqlite3_free()。关于SQLite3的API接口请参考上几篇文章。
下面是测试test程序的完整过程
# ./test2 test.db "create table tb(name varchar(10),number smallint);"
# ./test2 test.db "insert into tb values('caoyi',1);"
# ./test2 test.db "insert into tb values('huayun',2);"
# ./test2 test.db "select * from tb;"
@ = caoyi
@ = 1

@ = huayun
@ = 2
解释一下上面所用的测试命令：第一条命令在test.db这个数据库文件中创建了一个tb表，表中包含两个字段，字段name是一个变长字符串，字段number的类型为smallint；第二条命令向数据库的tbl0表中插入了一条记录(‘caoyi’,1)；第三条命令向数据库的tb表中插入了一条记录(‘huayun’,2)；第四条命令则是查询表tb中的所有内容，与预期的一样，这条命令打印除了数据库中的两条刚插入的记录。由此可以得出结论，这几条命令确实都已经按照预期的目标工作了。同时，在向数据库中插入上面所示的数据之后，可以看到数据库文件test.db大小已经发生了变化：
之前：
rootfs/filesystem/home# ll -h test.db
-rw-r--r-- 1 root root 1 2011-09-17 02:01 test.db
现在：
rootfs/filesystem/home# ll -h test.db
-rw-r--r-- 1 root root 2.0K 2011-09-17 02:04 test.db

此时数据库文件test.db的大小为2K。自此，SQLite3数据库在FS2410评估板上移植完成。测试结果表明数据库能够正常工作。
四、结论
         SQLite是一个优秀的嵌入式数据库。本文详细描述了如何将SQLite3移植到ARM-Linux平台上，并对移植后的SQLite3进行了简单的测试。SQLite功能强大、效率高、零配置、体积小等诸多优点使得它很适用于嵌入式移动设备环境中。因此本文给出的移植SQLite3的细节具有积极意义。由于SQLite3采用C语言开发，因此可移植性非常好。本文所讨论的方法稍加修改也可适用于其它操作系统平台。