OpenWrt boot

OpenWrt 的開機可以分成 bootloader、kernel、preinit、init 階段。

bootloader 階段

• 硬體初始化及測試
• 載入 kernel image：Downloading Kernel Image and Initial Ram Disk: 從 flash 或網路載入到記憶體, 需要時作解壓縮。
• 設定 Linux kernel 需要的開機參數。
• 跳到 Kernel Entry Point，控制權轉移到 Linux kernel。

kernel 階段

一般 Linux 電腦開機在 kernel 階段最後會去執行 /sbin/init，而 OpenWrt 是去執行 /etc/preinit，進入 preinit 階段。

preinit 階段

/etc/preinit 是 shell script，會載入 /lib/preinit 下更多的 shell script 依序執行，最後掛載根目錄後會去執行 busybox 提供的 /sbin/init，進入 init 階段。

init 階段

/sbin/init 執行哪些程式，由 /etc/inittab 決定。/etc/inittab 有四的欄位，格式是 tty:runlevel;action:command，其中 tty 是 optional，runlevel 沒用到，action 決定執行順序及時機，command 是執行的指令。init 依據 action，依序執行 sysinit → wait → once 的指令，然後進入無窮迴圈執行不斷重新執行 respawn 跟 askfirst 的指令。askfirst 跟 respawn 的差別只是多了等候連接的 tty 按 Enter。但在 NOMMU 處理器無法等候，所以兩者是一樣的。除了上述所提 action 外，還有其它 action：ctrlaltdel (SIGINT 時執行)、shutdown (SIGUSR1, SIGTERM, SIGUSR2 時執行) 跟 restart (SIGQUIT 時執行)。ctrlaltdel 通常設成執行重開機，restart 會重開機，而 shutdown 可能重開機或者關閉電源。

OpenWrt 的 inittab 依處理器或板子不同而有所不同，基本上大概的樣子是

::sysinit:/etc/init.d/rcS S boot
::shutdown:/etc/init.d/rcS K shutdown
ttyS0::askfirst:/bin/ash --login
tty1::askfirst:/bin/ash --login

所以開機時執行 /etc/init.d/rcS S boot，也就是依序執行 /etc/rc.d/ 下，所有 S 開頭的程式裡的 boot() 功能。/etc/rc.d/ 下的程式是連結到 /etc/init.d/ 下的命令檔，這些命令檔大多會帶入 /etc/rc.common，提供預設的動作函數，boot() 預設是執行 start()。也會帶入 /lib/functions.sh (一些共同的函數，包括 config_ 開頭的函數)、/lib/config/uci.sh (uci_ 開頭存取 uci 的函數)、及 /lib/functions/service.sh (使用 busybox start-stop-daemon 提供 service_ 開頭的函數)。

第一個執行的 rc.d 程式通常是 boot，再來可能是 sysctl、ubus、firewall、network

設定

OpenWrt 的設定用 UCI，並提供標準的命令檔函數以便於存取，放在 /etc/functions.sh (也就是 /lib/functions.sh)。

. /etc/functions.sh #載入

config_load config_file # 載入設定檔

如果要特別的回呼，要在 config_load 之前設好 config_cb() 或 option_cb()。config_cb() 每遇到一個新 section 或設定檔載入完畢時呼叫，有兩個參數 -- section type 跟 section name。option_cb() 每個 option 或 list 時呼叫，一樣有兩個參數 -- option name 跟 option value。config_cb() 裡可以修改 option_cb()，讓每個 section 可以有不同的 option_cb()。變數 CONFIG_SECTION 紀錄目前 section 的 ID。

以下對記憶體處理：

• config_foreach function-called [section-name [function-args ...]]
• 補充 function-called 的參數
  
• config_get variable-stored section-id option-name [default-value]
• config_set section-id option-name value
• config_list_foreach section-id  list-name function-called [function-args...]
• 補充 function-called 的參數
  
• config_get_bool：跟 config_get 一樣，多了把 on, true, enabled 取得為 1
  

參考：http://wiki.openwrt.org/doc/devel/config-scripting

Wi-Fi 啟用

Wi-Fi 預設的設定檔是 /etc/config/wireless。/sbin/wifi 啟用 Wi-Fi，有 detect、up、跟 down 三種動作。在開機 init 階段的 boot 時執行 /sbin/wifi detect，產生設定檔；network 時的 start() 最後執行 /sbin/wifi down 跟 /sbin/wifi up 動作來啟用 Wi-Fi。

/sbin/wifi 整理：

• 三種動作
• detect：偵測 Wi-Fi，產生 /etc/config/wireless
• down：停用 Wi-Fi
• up (沒指定或其它)：啟用 Wi-Fi
• 載入共用函數 /lib/functions.sh。
• 載入 /lib/wifi/ 下所有的 .sh：每個 .sh 檔是跟 Wi-Fi 驅動程式搭配，會附加 driver 名稱到 DRIVERS 變數，讓 /sbin/wifi 知道有什麼 driver，並提供 detect_driver()、scan_driver()、disable_driver()、enable_driver() 函數，為完成上述三種動作所需要。
• 執行 scan_wifi 來載入設定檔。設定檔有一些 type 為 wifi-device 跟 wifi-iface 的 section，一個 wifi-device 可以有多個 wifi-iface。載入過程中，會將 wifi-device 的 section-name 附加到 DEVICES 變數，並把其對應的 wifi-iface 的 section-name 設到 wifi-device 的 vifs 選項，以便後續利用
• 最後依動作執行對應的函數。
• 提供的函數
• find_net_config()
• bridge_interface()
• prepare_key_wep()
• wifi_fix_hwmode()
• wifi_updown：動作 up 或 down 時執行
• down → wifi_updown disable→對每個 DEVICES 的 type，也就是 driver 名稱，執行 scan_driver() 跟 disable_driver()
• up (沒指定或其它)→wifi_updown enable→會先執行 wifi_updown disable，並重新 scan_wifi。如果設定不是 disabled，執行 scan_driver() 跟 enable_driver()
• wifi_detect：動作 detect 執行的函數， 對每個 DRIVERS 執行 detect_driver()，產生設定檔。最終設定檔會存到 /etc/config/wireless
  
• start_net ifname network vifmac：啟用界面，將網路界面 ifname 連到 network 網域。vifmac 作用待研究。
  
• set_wifi_up()
• set_wifi_down
• scan_wifi
• 執行 scan_wifi 來載入預設的 Wi-Fi 設定檔

/ib/wifi/*.sh 整理

• 附加 driver 名稱到 DRIVERS 變數，讓 /sbin/wifi 知道有什麼 driver
• 提供的函數
• detect_driver()：只有 detect 動作用到，偵測 Wi-Fi 界面，輸出設定檔
• scan_driver()：up 跟 down 動作都會用到，掃描 wifi-iface 的 mode，設定 ifname。wifi-device 設 phy 及重設 vifs
• enable_driver()：
• disable_driver()：
  

/etc/config/wireless 範例：
config wifi-device radio0 # section name 給 wifi-iface 的 device 選項對應用
        option type     driver # driver 名稱，對應函數 detect_driver(), scan_driver(), enable_driver(), disable_driver()
        option channel  11
        option disabled 1 # 非必要，是否 disabled

config wifi-iface
        option device   radio0 # 對應到 wifi-device
        option mode   ap # 運作模式
        option network  lan # 搭到哪個網域使用
        option ssid     SSID
        option encryption none
完整的 wireless 設定參考 http://wiki.openwrt.org/doc/uci/wireless

參考來源

busybox init/init.c