20 嵌入式操作系统 | ubus：把自己的程序状态暴露出去

嵌入式操作系统 | ubus：把自己的程序状态暴露出去

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模块六 · 2 学时 · 环境：VMware + Ubuntu 20.04

一句话概述：讲清 ubus 的对象/方法模型：先启动 ubusd，再写一个注册 sensordata 对象的 C 程序，把运行状态（设备名、运行时长、被查询次数、传感器读数）用 blobmsg 返回去，最后用 ubus list 和 ubus call 一条命令一条命令地查询，配套课堂练习与课后作业。

本节目标

1. 能说出 ubus 是干什么的，以及 ubusd 和 socket 文件的作用
2. 会写一个注册对象和方法、返回程序状态的 C 程序（blobmsg 组返回值）
3. 会先起 ubusd、再跑自己的程序、最后用ubus list/ubus call查询

一、讲解内容

1.1 知识讲解

ubus 是什么。它是 OpenWrt 里的进程间通信（IPC）机制：一个程序把自己的"能力"注册成一个对象，对象里可以有若干方法；别的程序（或命令行的ubus）通过名字就能调用它、拿回数据。路由器上执行ubus call network.interface.lan status查询网络状态，用的就是这套机制。
两个关键东西：

（这个路径是课时 15 编译时钉死在库里的默认值，ubusd启动时会自动创建所在的目录。）

写一个 ubus 服务端就三步：

blobmsg 是什么。它是 libubox 提供的一套"键值对表"接口：先用blob_buf_init开一个空表，再用blobmsg_add_string / add_u32 / add_double往里放字段，最后通过ubus_send_reply发回去。命令行那边看到的就是一段 JSON（正好接上下一课）。

1.2 操作步骤（一条命令一步，看现象）

第 1 步：编译（注意要链接 4 个库）

cd~/lab/课时20-ubus状态查询 gcc-Wall-Wextra-oubus_status ubus_status.c-lubus-lubox-lblobmsg_json-ljson-c

为什么这么多-l：程序用了 ubus 的接口（-lubus）、uloop 和 blobmsg（-lubox）、blobmsg 与 JSON 互转（-lblobmsg_json -ljson-c）。少一个就会看到undefined reference to ...。

第 2 步：先启动 ubusd（终端 A）

sudoubusd&ls-l/var/run/ubus/ubus.sock

现象（出现 socket 文件说明总机已经开机）：

srw-rw-rw- 1 root root 0 Sep 25 08:15 /var/run/ubus/ubus.sock

第 3 步：运行我们的程序（终端 A，会让出提示符前先打印三行）

sudo./ubus_status

现象（程序注册完就不动了，正等别人来查）：

① 连接 ubusd… 已连接 ② 已注册对象： sensordata（方法： status） ③ 现在到另一个终端执行： ubus list ； ubus call sensordata status

第 4 步：另开一个终端 B，先看有哪些对象

ubus list

现象（能看到我们刚注册的对象）：

sensordata

第 5 步：查询状态（这就是"让程序把状态说出来"）

ubus call sensordata status

现象（返回一段 JSON；多查几次query_count会加 1）：

{ "device": "ubuntu-gateway", "uptime_s": 49321, "query_count": 1, "sensor": "温度", "value": 25.500000, "status": "ok" }

再执行一次同样的命令：

{ "device": "ubuntu-gateway", "uptime_s": 49321, "query_count": 2, "sensor": "温度", "value": 26.000000, "status": "ok" }

第 6 步：回到终端 A 看程序那边的现象

← 收到第 1 次 ubus 查询 ← 收到第 2 次 ubus 查询

两边对应上了：终端 B 每执行一次ubus call，终端 A 的程序回调就被调用一次——这就是"查询程序状态"的完整链路。
第 7 步：收工

# 终端 A 按 Ctrl+C 停掉 ubus_status，然后：sudopkill-xubusd# 关掉总机

1.3 常见错误与排查

二、学生练习

本节命令速查表：

三、作业

• 必做：完成 L20.1、L20.2，提交两个终端截图（程序端 + ubus call 的 JSON 输出），并回答：① ubusd 是什么，socket 文件有什么用？② 我们的程序是怎么"把状态交出去"的？③ 为什么ubus call的输出是 JSON？
• 选做：把课时 18 的采集程序和新知识合起来——在 ubus 对象里返回"最后一次采集的温度"，让查询能拿到实时值（提示：把采集结果存到全局变量，回调里读它）
• 提交：截图 + 文字回答，命名课时20-作业截图.png

四、本节小结与下节预告

本节把程序状态暴露给了别人：启动 ubusd、注册sensordata对象、用 blobmsg 返回字段，再用ubus list/ubus call查询。你注意到没有——ubus call打出来的就是 JSON。下节课我们就专门学 JSON：怎么用它生成和解析数据。

附录：怎么运行 + 完整代码

一个课件就够用：先按附录 A 的顺序敲命令（服务端/对端先开，自己的程序后开），再按附录 B 抄代码。行尾请用 LF。

附录 A｜怎么运行（注意先后顺序）

gcc-Wall-Wextra-oubus_status ubus_status.c-lubus-lubox-lblobmsg_json-ljson-csudoubusd&# 终端A：先启动 ubusdls-l/var/run/ubus/ubus.sock# 确认 socket 在sudo./ubus_status# 再运行自己的程序（前台等着被查）ubus list# 终端B：看对象ubus call sensordata status# 查询状态（返回 JSON）sudopkill-xubusd# 收工

附录 B｜文件ubus_status.c

/* * ubus_status.c —— 课时 20：注册一个 ubus 对象，把程序状态暴露出去 * * 编译：gcc -Wall -Wextra -o ubus_status ubus_status.c -lubus -lubox -lblobmsg_json -ljson-c * 运行：sudo ./ubus_status # 需要先启动 ubusd（见 ubus_check.sh start） * * 做法三步： * ① 连上 ubusd（ubus_connect） * ② 注册一个对象 sensordata，里面有一个方法 status * ③ 别人执行 ubus call sensordata status 时，我们的回调被调用， * 用 blobmsg 组一个表返回去（ubus 命令行会把它打成 JSON） */#include<stdio.h>#include<signal.h>#include<time.h>#include<unistd.h>#include<libubox/blobmsg.h>#include<libubox/uloop.h>#include<libubus.h>staticstructubus_context*ctx;staticunsignedintquery_count=0;/* 被查询了几次 *//* 方法回调：有人 ubus call sensordata status 时，uloop 会走到这里 */staticinthandle_status(structubus_context*c,structubus_object*obj,structubus_request_data*req,constchar*method,structblob_attr*msg){structblob_bufb={0};(void)c;(void)obj;(void)method;(void)msg;query_count++;blob_buf_init(&b,0);/* 准备一个空表 */blobmsg_add_string(&b,"device","ubuntu-gateway");/* 字符串字段 */blobmsg_add_u32(&b,"uptime_s",(uint32_t)(time(NULL)%100000));blobmsg_add_u32(&b,"query_count",query_count);/* 自己被查了几次 */blobmsg_add_string(&b,"sensor","温度");blobmsg_add_double(&b,"value",25.0+query_count*0.5);/* 假装最新读数 */blobmsg_add_string(&b,"status","ok");ubus_send_reply(c,req,b.head);/* 把表发回去 */blob_buf_free(&b);printf("← 收到第 %u 次 ubus 查询\n",query_count);fflush(stdout);return0;}/* 方法表：本对象只有 status 一个方法，不用参数 */staticconststructubus_methodstatus_methods[]={UBUS_METHOD_NOARG("status",handle_status),};staticstructubus_object_typestatus_type=UBUS_OBJECT_TYPE("sensordata",status_methods);staticstructubus_objectstatus_obj={.name="sensordata",/* ubus call 时用的对象名 */.type=&status_type,.methods=status_methods,.n_methods=ARRAY_SIZE(status_methods),};staticvoidon_signal(intsig){(void)sig;uloop_end();}intmain(void){uloop_init();signal(SIGINT,on_signal);signal(SIGTERM,on_signal);printf("① 连接 ubusd…\n");ctx=ubus_connect(NULL);/* NULL = 用默认 socket /var/run/ubus/ubus.sock */if(!ctx){printf(" 连不上 ubusd：先执行 ./ubus_check.sh start 把 ubusd 起起来\n");return1;}printf(" 已连接\n");ubus_add_uloop(ctx);/* 让 ubus 的消息也走 uloop 事件循环 */if(ubus_add_object(ctx,&status_obj)!=0){printf("② 注册对象失败\n");return1;}printf("② 已注册对象： sensordata（方法： status）\n");printf("③ 现在到另一个终端执行： ubus list ； ubus call sensordata status\n");fflush(stdout);uloop_run();/* 事件循环：等别人来调用 */ubus_free(ctx);uloop_done();printf("\n④ 程序退出（共被查询 %u 次）\n",query_count);return0;}