Openwrt netifd解析

Overview

Openwrt为网络接口管理和配置创建了一个单独的project，netifd。不同于其他发行版上针对同样问题领域采用的方案，netifd的目标是更适合在嵌入式的home-gateway上使用，因此也具有一些特点。

Package组成

netifd包含下面这些组件:

1. Shell脚本:/sbin/ifup, /sbin/ifdown(link to ifup), /sbin/ifstatus, /sbin/devstatus
2. init.d脚本:/etc/init.d/network
3. hotplug2脚本:/etc/hotplug.d/iface/00-netstate, /etc/hotplug.d/iface/10-sysctl
4. udhcpc脚本:/usr/share/udhcpc/default.script
5. netifd守护进程binary: /sbin/netifd

下面对这些组件，逐一进行分析，以期理解netifd的基本工作机制.

Shell脚本

/sbin/ifup

如前所述，ifdown实际上是指向ifup的符号链接，因此这两个脚本由同一个文件ifup实现。下面是其语法:

 

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syntax: /sbin/{ifup|ifdown} [-a] [-w] [interface] -a选项指明对所有接口均执行相同的操作，此时interface被忽略.此参数默认为false -w选项指定是否执行wifi up操作。如果此参数被指定，则wifi up操作不会被执行。如果未指定，则在ifup的时候，wifi up会被执行 interface指定down/up操作的目标接口

ifup的脚本里面，关于wifi的操作是通过/sbin/wifi脚本执行的，所以在这里暂时不讨论。关于normal的if down/up操作，这个脚本是通过ubus命令来实现的。下面是一个if_call() function:

 

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if_call(){ localinterface="$1" formodein$modes;do ubuscall$interface$mode done }

可以看到这个function有一个参数，是interface，然后还使用了一个全局参数, modes, 在ifup脚本里面被定义，如下:

 

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case "$0" in *ifdown) modes=down;; *ifup) modes="down up" setup_wifi=1 ;; *) echo "Invalid command: $0";; esac

所以当执行ifdown lan时，对应的ubus命令为”ubus call network.interface.lan down”;执行ifup lan时，ubus命令为两条，先执行”ubus call network.interface.lan down”，然后是”ubus call network.interface.lan up”.

ubus & ubusd

Openwrt提供了一个ubus系统，它类似于桌面linux系统的dbus，目标也是提供系统级的IPC和RPC。ubus在设计理念上与dbus基本保持一致，区别在于简化的API和简练的模型，以适应于embedded router的特殊环境。
基本上来说, openwrt的ubus由下面几个组件组成:

1. ubusd，这个是ubus系统的后台进程，负责注册unix domain socket，分派ubus消息和事件等；
2. ubus，这是一个CLI utility，可以通过它访问ubus系统. ubus的帮助信息如下：
   
    

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   Usage:ubus[options]<command></command>[arguments...] Options: -s:Settheunixdomainsockettoconnectto -t:Setthetimeout(inseconds)foracommandtocomplete -S:Usesimplifiedoutput(forscripts) -v:Moreverboseoutput Commands: -list[]Listobjects -call[]Callanobjectmethod -listen[...]Listenforevents -send[]Sendanevent

   
   ubus提供的command有4种: list, call, listen & send， 通过这四种command，可以访问注册到ubus系统的服务
3. 最后是使用ubus的各个应用程序。这些应用程序可以在ubus系统中注册RPC接口，提供相应的服务。而其他程序可以使用这些接口，来访问这些服务。

   netifd的ubus RPC接口

   netifd在ubus系统中注册了的object如下：

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   root@OpenWrt:/# ubus list -v 'network'@25a06dad "restart":{} "reload":{} "add_host_route":{"target":"String","v6":"Boolean"} "get_proto_handlers":{} 'network.device'@9d97d655 "status":{"name":"String"} "set_alias":{"alias":"(unknown)","device":"String"} "set_state":{"name":"String","defer":"Boolean"} 'network.interface.lan'@f9e7258b "up":{} "down":{} "status":{} "prepare":{} "add_device":{"name":"String"} "remove_device":{"name":"String"} "notify_proto":{} "remove":{} "set_data":{} 'network.interface.loopback'@6d026db0 "up":{} "down":{} "status":{} "prepare":{} "add_device":{"name":"String"} "remove_device":{"name":"String"} "notify_proto":{} "remove":{} "set_data":{} 'network.interface.wan'@ade92c65 "up":{} "down":{} "status":{} "prepare":{} "add_device":{"name":"String"} "remove_device":{"name":"String"} "notify_proto":{} "remove":{} "set_data":{}

    

   每个object所提供的RPC接口名称，以及接口参数类型都可以通过ubus得到。

    

   netifd interface RPC

   netifd为每个interface object注册了一组相同的methods，如下：

    

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   static struct ubus_method iface_object_methods[] = {     { .name = "up", .handler = netifd_handle_up },     { .name = "down", .handler = netifd_handle_down },     { .name = "status", .handler = netifd_handle_status },     { .name = "prepare", .handler = netifd_handle_iface_prepare },     UBUS_METHOD("add_device", netifd_iface_handle_device, dev_policy ),     UBUS_METHOD("remove_device", netifd_iface_handle_device, dev_policy ),     { .name = "notify_proto", .handler = netifd_iface_notify_proto },     { .name = "remove", .handler = netifd_iface_remove },     { .name = "set_data", .handler = netifd_handle_set_data }, };

   然后可以发现，netifd里面还有一个protocol handler的概念，也就是对不同的interface protocol，可以提供不同的handler，来响应各种可能的事件。最常见的static类型的protocol，内置在netifd中。而dhcp，pppoe等类型的协议，则以shell script的形式提供。

   netifd protocol handler插件

   netifd的protocol handler插件位于/lib/netifd/proto/目录下，名称统一为*.sh