1.    libubox概述

  libubox是openwrt新版本中的一个基础库,有很多应用是基于libubox开发的,如uhttpd,netifd,ubusd等。

  •   libubox主要提供以下两种功能:

  提供一套基于事件驱动的机制;

  提供多种开发支持接口,如链表、kv链表、平衡查找二叉树、md5、json等。

  •  使用libubox开发的好处有如下几点:

  可以使程序基于事件驱动,从而可实现在单线程中处理多个任务;

  基于libubox提供的API可以加快开发进度,提高程序的稳定性;

  能更好的将程序融入openwrt架构中,因为新的openwrt的很多应用和库都基于libubox开发,当前分析使用的libubox版本为libubox-2014-08-04。

2.    uloop

uloop是libubox下的一个模块,有三个功能:文件描述符触发事件的监控,timeout定时器处理, 当前进程的子进程的维护。

2.1   整体框架

2.1.1     主框架接口

  • 初始化事件循环

  int uloop_init(void)

  创建一个epoll的句柄,最多监控32个文件描述符。

  设置文件描述符属性,如FD_CLOEXEC。

  • 事件循环主处理入口

  void uloop_run(void)

  • 销毁事件循环

  void uloop_done(void)

  关闭epoll句柄。

  清空定时器链表中的所有的定时器。

  清空进程处理事件链表中删除所有的进程事件节点。

2.1.2     主框架流程

 OPENWRT LIBUBOX组件之ULOOP原理分析_事件处理

  uloop_run轮询处理定时器、进程、描述符事件。

  • 遍历定时器timeouts链表判断是否有定时器超时,如果有则进行相应的回调处理,没有跳过。
  • 判断是否有子进程退出SIGCHLD信号,有就会遍历processes进程处理的链表,调勇相应的回调函数,没有跳过。
  • 计算出距离下一个最近的定时器的时间,作为文件描述符事件epoll的超时时间。然后epoll进行事件监听,如果有文件描述符准备就绪(可读写时间)则调用相应的回调函数,或者有信号进行中断epoll返回停止监听,否则epoll阻塞直到超时时间完成。

2.2   描述符事件

2.2.1     文件描述符uloop结构

struct uloop_fd

{

       uloop_fd_handler cb; /*文件描述符对应的处理函数 */

       int fd;              /*文件描述符*/

       bool eof;            /*EOF*/

       bool error;          /*出错*/

       bool registered;     /*是否已经添加到epoll的监控队列*/

       uint8_t flags;       /*ULOOP_READ | ULOOP_WRITE | ULOOP_BLOCKING等*/ 

};

2.2.2     描述符uloop使用接口

  • 注册一个新描述符到事件处理循环

  int uloop_fd_add(struct uloop_fd *sock, unsigned int flags)

  uloop最多支持10个描述符事件。

  • 从事件处理循环中销毁指定描述符

  int uloop_fd_delete(struct uloop_fd *sock)

2.2.3     描述符事件流程

OPENWRT LIBUBOX组件之ULOOP原理分析_文件描述符_02 

2.3   定时器事件

2.3.1     定时器timeout结构

struct uloop_timeout

{

    struct list_head list;  //链表节点

     bool pending;           //添加一个新的timeout pending是true, false删除该节点timeout

       uloop_timeout_handler cb; //超时处理函数

       struct timeval time;      //超时时间

};

2.3.2     定时器使用接口

  • 注册一个新定时器

  int uloop_timeout_add(struct uloop_timeout *timeout)

  用户不直接使用,内部接口,被接口uloop_timeout_set调用。

  将定时器插入到timeouts链表中,该链表成员根据超时时间从小到大排列。

 OPENWRT LIBUBOX组件之ULOOP原理分析_描述符_03

  • 设置定时器超时时间(毫秒),并添加

  int uloop_timeout_set(struct uloop_timeout *timeout, int msecs)

  如果pending为true,则从定时器链表中删除原先已存在的定时器。

  设置定时器的超时时间点。

  调用uloop_timeout_add接口将该定时器加入到定时器链表中。

  • 销毁指定定时器

  int uloop_timeout_cancel(struct uloop_timeout *timeout)

  从定时器链表中删除指定定时器。

  • 获取定时器还剩多长时间超时

  int uloop_timeout_remaining(struct uloop_timeout *timeout)

  这里pending标记可判断定时器是否处于生命周期,如果尚处在生命周期内,则返回离定时器超时还有多少时间,单位为毫秒。

2.3.3     定时器的使用

  用户使用定时器非常简单

       struct uloop_timeout *t;    //第一步定义一个定时器并申请内存空间

       t = malloc(sizeof(*t));

       t->cb = light_ctl_check_cb; //第二步指定回调函数

       t->pending = false;

       uloop_timeout_set(t, 2000); //第三步设置定时器超时时间

2.3.4     定时器功能流程

遍历定时器链表,如果有定时器已经超时,执行该定时器的回调函数。

2.4   进程事件

2.4.1     进程事件处理结构

struct uloop_process {

       struct list_head list;             

       bool pending;                  

       uloop_process_handler cb;  /** 文件描述符, 调用者初始化 */

       pid_t pid;                 /** 文件描述符, 调用者初始化 */

};

2.4.2     进程事件使用接口

  • 注册新进程到事件处理循环

  int uloop_process_add(struct uloop_process *p)

  将进程事件插入到进程事件链表中,链表根据PID从小到大排序。

  其中p->proc.pid为注册到uloop监控的进程ID。

  P->cb为进程退出的回调函数,类型为:

  typedef void (*uloop_process_handler)(struct uloop_process *c, int ret)

  • 从事件处理循环中销毁指定进程

  int uloop_process_delete(struct uloop_process *p)

  从进程事件处理链表中删除该进程事件。

2.4.3     进程事件处理流程

OPENWRT LIBUBOX组件之ULOOP原理分析_事件处理_04