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2022-01-14 17:30:04WiFi驱动WiFi驱动
一、WiFi驱动添加与编译
I.MX6U-ALPHA 开发板目前支持两种接口的 WIFI:USB 和 SDIO,其中 USB WIFI 使用的芯片为 RTL8188EUS 或 RTL8188CUS, SDIO 接口的 WIFI 使用的芯片为 RTL8189FS。这两个都是 realtek 公司出品的 WIFI 芯片。 realtek 公司已经提供了 WIFI 驱动源码,因此只需要将 WIFI 驱动源码添加 到 Linux 内核中,然后通过图形化界面配置,将其编译成模块即可
1.1 向内核添加 WIFI 驱动
- rtl81xx 驱动文件: realtek 公司提供驱动文件 realtek 目录下存放着 RTL8188EUS 和 RTL8189FS 两个芯片的驱动源码
Kconfig 是 WIFI 驱动的配置界面文档,这样可以通过 Linux 内核图形化配置界面来选择是否编译 WIFI 驱动, 文件内容如下所示
menuconfig REALTEK_WIFI tristate "Realtek wifi" if REALTEK_WIFI choice prompt "select wifi type" default RTL8189FS config RTL8189FS depends on REALTEK_WIFI tristate "rtl8189fs/ftv sdio wifi" config RTL8188EUS depends on REALTEK_WIFI tristate "rtl8188eus usb wifi" config RTL8192CU depends on REALTEK_WIFI tristate "Realtek 8192C USB WiFi" endchoice endif
Makefile 文件内容如下所示
obj-$(CONFIG_RTL8188EUS) += rtl8188EUS/ obj-$(CONFIG_RTL8189FS) += rtl8189FS/ obj-$(CONFIG_RTL8192CU) += rtl8192CU/
- 删除内核自带的 RTL8192CU 驱动:内核自带了 RTL8192CU/8188CUS 驱动,但是测试后发现自带的驱动不稳定,因此将其屏蔽
打开 drivers/net/wireless/rtlwifi/Kconfig,找到下面所示内容然后删除掉:
config RTL8192CU tristate "Realtek RTL8192CU/RTL8188CU USB Wireless Network Adapter" depends on USB select RTLWIFI select RTLWIFI_USB select RTL8192C_COMMON ---help--- This is the driver for Realtek RTL8192CU/RTL8188CU 802.11n USB wireless network adapters. If you choose to build it as a module, it will be called rtl8192cu
打开 drivers/net/wireless/rtlwifi/Makefile,找到下面所示内容然后删除掉:
obj-$(CONFIG_RTL8192CU) += rtl8192cu/
- 将 rtl81xx 驱动添加到 Linux 内核中:将 realtek 整个目录拷贝至内核源码中的 drivers/net/wireless 目录下
- 修改 drivers/net/wireless/Kconfig:打开 Kconfig 文件,在末尾加入下面内容
source "drivers/net/wireless/realtek/Kconfig
- 修改 drivers/net/wireless/Makefile:打开 Makefile 文件,在末尾加入下面内容
obj-y += realtek/
1.2 配置内核
在编译 RTL8188 和 RTL8189 驱动之前需要先配置 Linux 内核
- 配置 USB 支持设备
-> Device Drivers -> <*> USB support -> <*> Support for Host-side USB -> <*> EHCI HCD (USB 2.0) support -> <*> OHCI HCD (USB 1.1) support -> <*> ChipIdea Highspeed Dual Role Controller -> [*] ChipIdea device controller -> [*] ChipIdea host controller
- 配置支持 WIFI 设备
-> Device Drivers -> [*] Network device support -> [*] Wireless LAN -> <*> IEEE 802.11 for Host AP (Prism2/2.5/3 and WEP/TKIP/CCMP) -> [*] Support downloading firmware images with Host AP driver -> [*] Support for non-volatile firmware download
- 配置支持 IEEE 802.11
-> Networking support -> -*- Wireless -> [*] cfg80211 wireless extensions compatibility -> <*> Generic IEEE 802.11 Networking Stack (mac80211)
配置好以后重新编译 Linux 内核,之后使用新的 zImage 启动系统
1.3 编译WiFi驱动
- 执行
make menuconfig
命令,打开 Linux 内核配置界面,然后按照如下路径选择将 rtl81xx 驱动编译为模块:
-> Device Drivers -> Network device support (NETDEVICES [=y]) -> Wireless LAN (WLAN [=y]) -> Realtek wifi (REALTEK_WIFI [=m]) -> rtl8189ftv sdio wifi -> rtl8188eus usb wifi -> Realtek 8192C USB WiFi
- 执行
make modules -j12
命令,将上面选中的选项编译为模块 - 编译完成后,rtl8188EUS、 rtl8189FS 和 rtl8192CU 文件夹下分别生成 8188eu.ko、8189fs.ko 和 8192cu.ko 三个.ko 文件,将这三个文件拷贝至开发板/lib/modules/4.1.15 目录下
1.4 驱动加载测试
将 RTL8188 WIFI 模块插到开发板的 USB HOST 接口上。进入到目录 lib/modules/4.1.15 中,输入如下命令加载驱动模块
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令 modprobe 8188eu.ko //RTL8188EUS 模块加载 8188eu.ko 模块 modprobe 8192cu.ko //RTL8188CUS 模块加载 8192cu.ko 模块
驱动加载成功,如下图所示:
输入“ifconfig -a”命令,查看 wlanX(X=0….n)网卡是否存在
二、wireless tools工具
驱动测试正常,但是 WiFi 要想联网,需要移植一些其他第三方组件,否则无法连接路由器,接下来我们就移植这些第三方组件
wireless tools 是操作 WIFI 的工具集合,包括以下工具:
①、 iwconfig:设置无线网络相关参数
②、 iwlist:扫描当前无线网络信息,获取 WIFI 热点
③、 iwspy:获取每个节点链接的质量
④、 iwpriv:操作 WirelessExtensions 特定驱动
⑤、 ifrename:基于各种静态标准命名接口- 将 iwlist_for_visteon-master.tar.bz2 源码拷贝到 Ubuntu 中创建的 tool 目录下
- 解压后,进入该文件夹
tar -vxjf iwlist_for_visteon-master.tar.bz2 cd iwlist_for_visteon-master
- 修改 Makefile 中的 CC、 AR 和 RANLIB 这三个变量
- 修改完成以后使用如下命令编译
make clean //先清理一下工程 make //编译
- 编译完成后会在当前目录下生成 iwlist、 iwconfig、 iwspy、 iwpriv、 ifrename 这 5 个工
具,以及 libiw.so.29 库文件。将这 5 个工具拷贝到开发板根文件系统下的 /usr/bin 目录中,将 libiw.so.29 库文件拷贝到开发板根文件系统下的 /usr/lib 目录中,命令如下:
sudo cp iwlist iwconfig iwspy iwpriv ifrename /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/usr/bin/ -f sudo cp libiw.so.29 /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/usr/lib/ -f
- wireless tools 工具测试
输入 iwlist 命令,如果输出下图所示信息就表明 iwlist 工作正常
加载 RTL8188 驱动模块 8188eu.ko,驱动加载成功以后在打开 wlan0 网卡
modprobe 8188eu.ko //加载 RTL8188 驱动模块 ifconfig wlan0 up //打开 wlan0 网卡
wlan0 网卡打开后就可以使用 iwlist 命令查找当前环境下的 WIFI 热点信息,即无线路由器
iwlist wlan0 scan
要想连接到指定的 WIFI 热点上就需要用到 wpa_supplicant 工具,下面介绍如何移植此工具
三、wpa_supplicant工具
3.1 openssl 移植
wpa_supplicant 依赖于 openssl,因此需要先移植 openssl
在 tool 目录下新建 “openssl” 文件夹,用于存放 openssl 的编译结果
mkdir /home/andyxi/linux/tool/openssl
将 openssl 源码拷贝到 Ubuntu 中创建的 tool 目录下,然后将其解压
tar -vxzf openssl-1.1.1d.tar.gz
进入到解压出来的 openssl-1.1.1d 目录中,进行配置、编译和安装
./Configure linux-armv4 shared no-asm --prefix=/home/andyxi/linux/tool/openssl CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- //配置成功后,会生成Makefile make //编译 make install //安装
安装完成后,openssl 目录下会生成 lib 等5个文件夹,将 lib 目录下的 libcrypto 和 libssl 库拷贝到开发板根文件系统中的 /usr/lib 目录下
sudo cp libcrypto.so* /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/lib/ -af sudo cp libssl.so* /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/lib/ -af
3.2 libnl 库移植
wpa_supplicant 也依赖于 libnl,因此还需要移植一下 libnl 库
编译 libnl 之前先安装 biosn 和 flex,命令如下:
sudo apt-get install bison sudo apt-get install flex
在 tool 目录下新建 “libnl” 文件夹,用于存放 libnl 的编译结果
mkdir /home/andyxi/linux/tool/libnl
将 libnl 源码拷贝到 Ubuntu 中创建的 tool 目录下,然后将其解压
tar -vxzf libnl-3.2.23.tar.gz
进入到解压出来的 libnl-3.2.23 目录中,进行配置、编译和安装
./configure --host=arm-linux-gnueabihf --prefix=/home/andyxi/linux/tool/libnl/ //配置 make -j12 //编译 make install //安装
安装完成后,libnl 目录下会生成 lib 等5个文件夹,将 lib 目录下的所有文件拷贝到开发板根文件系统中的 /usr/lib 目录下
sudo cp lib/* /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/usr/lib/ -rf
3.3 wpa_supplicant 移植
将 wpa_supplicant 源码拷贝到 Ubuntu 中创建的 tool 目录下,然后将其解压
tar -vxzf wpa_supplicant-2.7.tar.gz
进入到解压出来的 wpa_supplicant-2.7 目录中,再进入wpa_supplicant 目录下,然后进行配置: 将 defconfig 文件拷贝一份并重命名为.config
cd wpa_supplicant/ cp defconfig .config
打开.config 文件,在里面指定交叉编译器、 openssl、 libnl 库和头文件路径,添加如下内容:
CC = arm-linux-gnueabihf-gcc #openssl 库和头文件路径 CFLAGS += -I/home/andyxi/linux/tool/openssl/include LIBS += -L/home/andyxi/linux/tool/openssl/lib -lssl -lcrypto #libnl 库和头文件路径 CFLAGS += -I/home/andyxi/linux/tool/libnl/include/libnl3 LIBS += -L/home/andyxi/linux/tool/libnl/lib
.config 文件配置好以后就可以编译 wpa_supplicant 了
export PKG_CONFIG_PATH=/home/andyxi/linux/tool/libnl/lib/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH //指定 libnl 库 pkgconfig 包位置 make -j12 //编译
编译完成以后就会在本目录下生成 wpa_supplicant 和 wpa_cli 这两个软件,将这两个软件拷贝至开发板根文件系统的 /usr/bin 目录中
sudo cp wpa_cli wpa_supplicant /home/andyxi/linux/nfs/rootfs/usr/bin/ -f
重启开发板,输入“wpa_supplicant -v” 命令查看版本号,正常的话就会打印出版本号
四、WiFi联网测试
联网步骤如下:
– 插上 WiFi 模块,如板子已经集成就忽略该步
– 加载 RTL8188 驱动模块
– 使用 ifconfig 命令打开对应的无线网卡,比如 wlan0 或 wlan1……
– 无线网卡打开以后使用 iwlist 命令扫描一下当前环境下的 WiFi 热点
– 使用 wpa_supplicant 将 WIFI 连接到指定的热点上,实现联网功能- 扫描到 WIFI 热点后就可以连接了,在开发板根文件系统的/etc 目录下创建一个名为“wpa_supplicant.conf”的配置文件,此文件用于配置要连接的 WiFi 热点以及秘密
ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant ap_scan=1 network={ ssid="xxxx" //要连接的WIFI热点名字 psk="xxxxxxxx" //要连接的WIFI热点密码 } //注意:wpa_supplicant.conf 文件对于格式要求比较严格 //“=”前后一定不能有空格,不可以用TAB键来缩进 //ssid和psk行的缩进要采用空格,而不是TAB建
- 在开发板根文件系统下创建一个 “/var/run/wpa_supplicant” 目录
mkdir /var/run/wpa_supplicant -p
- 输入以下命令,让 RTL8188 USB WIFI 连接到热点上
wpa_supplicant -D wext -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlan0 &
- 连接上 WIFI 热点后会输出如下图所示的信息
- 设置 wlan0 的 IP 地址,使用
udhcpc
命令从路由器申请 IP 地址,IP 地址获取成功以后会输出如下图所示的信息
udhcpc -i wlan0 //从路由器获取 IP 地址
- 可以使用
ifconfig wlan0
命令查看一下 wlan0 网卡的详细信息 - 最后通过
ping
命令来测试USB WIFI 是否工作正常
ping -I 192.168.1.126 www.baidu.com //-I 是指定执行ping操作的网卡IP地址
- rtl81xx 驱动文件: realtek 公司提供驱动文件 realtek 目录下存放着 RTL8188EUS 和 RTL8189FS 两个芯片的驱动源码
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Linux 下wifi 驱动开发(二)—— WiFi模块浅析
2021-05-17 09:19:42一、什么是wifi 模块百度百科上这样定义:Wi-Fi模块又名串口Wi-Fi模块,属于物联网传输层,功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议...一、什么是wifi 模块
百度百科上这样定义:
Wi-Fi模块又名串口Wi-Fi模块,属于物联网传输层,功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。传统的硬件设备嵌入Wi-Fi模块可以直接利用Wi-Fi联入互联网,是实现无线智能家居、M2M等物联网应用的重要组成部分。
二、WiFi 模块主要分类
Wi-Fi模块可分为三类:
a – 通用Wi-Fi模块
比如手机、笔记本、平板电脑上的USBorSDIO接口模块,Wi-Fi协议栈和驱动是在安卓、Windows、iOS的系统里跑的,是需要非常强大的CPU来完成应用;
b – 路由器方案Wi-Fi模块
典型的是家用路由器,协议和驱动是借助拥有强大Flash和Ram资源的芯片加Linux操作系统;
c – 嵌入式Wi-Fi模块
32位单片机,内置Wi-Fi驱动和协议,接口为一般的MCU接口如UART等。适合于各类智能家居或智能硬件单品。
我觉得这里有必要了解一下普通Wi-Fi模块与嵌入式Wi-Fi模块的区别:
我们都知道笔记本、手机、平板电脑等这类产品具有强大的CPU和大容量的存储器进行网络通信数据的处理和存储,因此在使用WIFI时不需要额外的MCU,完全借助其高速处理器和庞大的软件系统。但是对于家电,仪表,LED灯等智能家居产品,因为该类产品的主控芯片可能是成本很低、功能简单的MCU,因此这类产品无法支持普通Wi-Fi的功能。同时,还有一个重要的原因就是普通WIFI的功耗比较高,而嵌入式WIFI在功耗上做了很大的改善,比较适合对功耗要求高的无线家电设备。
基于上述原因,各个无线厂商相继推出了嵌入式WIFI模块。嵌入式WIFI模块的特点是软硬件集成度高,整个嵌入式WIFI模块集成了射频收发器、MAC、WIFI驱动、所有WIFI协议、无线安全协议、一键连接等。总之,一句话:嵌入式WIFI应物联网而生!
下面我们针对嵌入式WIFI与普通WIFI来进行对比,通过下表的对比,我们大致上可以理解到什么是嵌入式WIFI
嵌入式WIFI模块
普通WIFI模块
适用范围
无线家电、仪表、智能灯泡等智能家居设备
笔记本、手机、平板电脑等
主控芯片
模块上集成的MCU
x86 CPU、ARM等高速微处理器
接口
UART、SPI、I2C、SDIO
USB、SDIO
功耗
低
高
产品
TI的CC3200系列、MXCHIP系列、ASIX系列
、Atheros的HF-LPA系列等
瑞昱RTL81xx系列、威盛VT系列、雷凌RT系列、
博通BCM、Marvell、高通Atheros等
开发设计
内置WIFI驱动、MAC、WIFI协议、无线安全协议等,
所有的网络软件封装成一个UART或SPI接口的设备,
使用简单,只需要往UART或者SPI收发数据即可。
从整体软件层面上看,不属于网络设备。
需要在主机添加WIFI驱动、同时需要依赖主机的网络协议栈等软件平台资源,
从整体软件层面上看,属于网络设备,使用时需要遵循网络相关的协议。
下面是笔者所用一款USB接口的WiFi模块原理图:
三、WiFi模块主要功能
Wifi 模块 包括两种类型的拓扑形式:基础网(Infra)和自组网(Adhoc),要说明无线网络的拓扑形式,首先要了解两个基本概念:
a – AP
也就是无线接入点,是一个无线网络的创建者,是网络的中心节点。一般家庭或办公室使用的无线路由器就是一个AP。
b – STA站点
每一个连接到无线网络中的终端(如笔记本电脑、PDA及其它可以联网的用户设备)都可称为一个站点。
1、基于AP组建的基础无线网络(Infra)
Infra:也称为基础网,是由AP创建,众多STA加入所组成的无线网络,这种类型的网络的特点是AP是整个网络的中心,网络中所有的通信都通过AP来转发完成。
附:
笔者所用WiFi模块有两种系统设置:无线网类型AP 和Infra
AP是将wifi模块当路由器使用,这样手机和电脑就可以直接连接wifi模块了。
Infra 是将wifi模块当基础设备使用,用于连接别的路由器。
2、基于自组网的无线网络(Adhoc)
Adhoc:也称为自组网,是仅由两个及以上STA自己组成,网络中不存在AP,这种类型的网络是一种松散的结构,网络中所有的STA都可以直接通信。
3、安全机制
本模块支持多种无线网络加密方式,能充分保证用户数据的安全传输,包括:WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。
4、快速联网
本模块支持通过指定信道号的方式来进行快速联网。在通常的无线联网过程中,会首先对当前的所有信道自动进行一次扫描,来搜索准备连接的目的AP创建的(或Adhoc)网络。本模块提供了设置工作信道的参数,在已知目的网络所在信道的条件下,可以直接指定模块的工作信道,从而达到加快联网速度的目的。
5、地址绑定
本模块支持在联网过程中绑定目的网络BSSID地址的功能。根据802.11协议规定,不同的无线网络可以具有相同的网络名称(也就是SSID/ESSID),但是必须对应一个唯一的BSSID 地址。非法入侵者可以通过建立具有相同的SSID/ESSID的无线网络的方法,使得网络中的STA联接到非法的AP上,从而造成网络的泄密。通过BSSID地址绑定的方式,可以防止STA 接入到非法的网络,从而提高无线网络的安全性。
6、无线漫游
本模块支持基于802.11协议的无线漫游功能。无线漫游指的是为了扩大一个无线网络的覆盖范围,由多个AP共同创建一个具有相同的SSID/ESSID的无线网络,每个AP用来覆盖不同的区域,接入到网络的STA可以根据所处位置的选择信号最强的AP接入,而且随着STA的移动自动在不同的AP之间切换。
四、工作方式
1、主动型串口设备联网
主动型串口设备联网指的是由设备主动发起连接,并与后台服务器进行数据交互(上传或下载)的方式。典型的主动型设备,如无线POS机,在每次刷卡交易完成后即开始连接后台服务器,并上传交易数据。PUSH型串口设备联网的拓扑结构如右图所示。其中,后台服务器作为TCP Server端,设备通过无线AP/路由器接入到网络中,并作为TCP Client端。
2、被动型串口设备联网
被动型串口设备联网指的是,在系统中所有设备一直处于被动的等待连接状态,仅由后台服务器主动发起与设备的连接,并进行请求或下传数据的方式。典型的应用,如某些无线传感器网络,每个传感器终端始终实时的在采集数据,但是采集到的数据并没有马上上传,而是暂时保存在设备中。
而后台服务器则周期性的每隔一段时间主动连接设备,并请求上传或下载数据。
此时,后台服务器实际上作为TCP Client端,而设备则是作为TCP Server端主要特性2.4GHz, IEEE 802.11b/g内部PCB天线,可选外部天线支持基于AP的网络(Infrastructure)/对等网络Ad-Hoc (IBSS))/ 虚拟AP 模式 ,IPHONE/IPAD/Android 设备也能不用AP/路由器而直接连接支持802.11i加密方式:WEP-64/128,TKIP (WPA-PSK) and AES(WPA2-PSK)MCU内置TCP/IP协议栈3路UART串行接口(其中1路支持DMA 模式, 全功能串口,波特率最高支持921.6Kbps)SPI接口、I2S/PCM接口Digital Video端口高达24个GPIO口(部分GPIO将会和上述接口复用)全功能TCP/IP协议栈,TCP/IP传输带宽达到10Mbps以上支持三种带有定时自动唤醒功能的WiFi节能模式
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本篇文章来跟大家一起了解一下Android中的wifi框架
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二、WIFI框架
整体框架图
1、Java应用层
原生机目录:packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/
主要的类:
WifiSettings.java 负责显示Wifi的设置界面
WifiEnabler.java 负责Wifi的开关逻辑
WifiDialog.java 负责Wifi的对话框
WifiInfo.java 表示Wifi的相关配置信息
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