嵌入式Linux开发板_WIFI无线网卡驱动移植
本文所用开发板：tiny4412，当然也可以在jz2440上实现。
嵌入式中设备想要联网，无非就 有线和无线 两种方式。
有线就插上网线，没什么好说的；无线的话一种是将WIFI模块集成焊接在板子上，另一种是WIFI模块以USB的方式接到板子上。
本次使用的就是USB接口的WIFI无线网卡，实现开发板使用WIFI无线网卡访问互联网和作为个人热点。
1.准备工作
1.2 WIFI基础知识
WIFI网卡有两种工作模式， 一种是无线终端模式(STA)，也就是手机日常使用的模式，通过该模式连接网络上网； 一种是无线热点模式(AP)，也就是手机的个人热点模式，通过该模式提供热点供其它设备上网；
无线网络的安全性由两部分组成：认证和加密。
认证: 使得只有允许的设备才能连接到无线网络； 加密: 确保数据的保密性和完整性，即数据在传输过程中不会被篡改；
- 常用的认证算法有:开放认证、共享秘钥认证、802.11x认证、PSK认证。 其中802.11x认证和PSK认证安全性较高，分别应用于企业和个人的环境;
- 常用的加密算法有:WEB加密、TKIP加密、CCMP加密算法。 其中WEB加密和TKIP加密都是RC4的加密算法，安全性较低；CCMP加密采用AES对称加密算法，安全性较高。
安全策略 |
认证方式 |
加密方式 |
备注 |
|---|---|---|---|
Open |
open |
open |
开放WiFi，无任何加密 |
open |
WEP |
开放WiFi，仅数据加密 |
|
WEP |
WEP |
WEP |
共享密钥认证，容易破解 |
WAP |
802.11X |
TKIP/WEP |
比较安全，用于企业 |
PSK |
TKIP/WEP |
比较安全，用于个人 |
|
WAP2 |
802.11X |
CCMP/TKIP/WEP |
目前最安全，用于个人 |
PSK |
CCMP/TKIP/WEP |
目前最安全，用于个人 |
连入超市、商场等公共WIFI的时候，不需要输入密码，但要通过网页输入手机号，使用验证码验证，也就是采用802.11X进行的验证，通过服务器完成的验证。
使用手机开个人热点的时候，可以选择安全性OPEN、WEP、WAP、WAP2，也就对应不同的安全等级。
我手里的MIX2S，MIUI10个人热点里面就仅OPEN和WAP2两个选项，感觉这是个趋势，要么最简单的OPEN，要么就最安全的WAP2(WAP2是向下兼容的)，逐渐扔掉历史的包袱。
1.2 选择无线网卡
首先是选择合适的无线网卡，选取的原则是根据WIFI无线网卡的VID和PID判断内核是否支持该无线网卡。
- 1.获取无线网卡ID 将无线网卡插入Windows电脑，打开设备管理器，选中无线网卡，右键“属性”，切换到“详细信”息选项卡，在“属性”下拉栏中选择"硬件ld"，即可得到无线网卡的ID：
我的无线网卡VID是0x148F，PID是0x3070；
- 2.查询内核是否支持
可以从wireless.kernel.org得到支持的设备列表。
可以从列表中搜到前面的
VID和PID，因此说明内核是支持现在使用的无线网卡。此外，还可以得知对应的驱动应该为rt2800usb、rt2870sta。
1.3 移植WIFI驱动
- 前面根据ID得到了对应的网卡驱动名字，但还不是很靠谱，建议直接在驱动中搜索ID，更靠谱：
grep "0x3070" drivers/net/wireless/ -nr得到：
drivers/net/wireless/ralink/rt2x00/rt2800usb.c:1091: { USB_DEVICE(0x148f, 0x3070) },
知道了对应的驱动文件是rt2800usb.c；
- 再查看对应路径的Makfeile：
cat drivers/net/wireless/ralink/rt2x00/Makefile 得到：
obj-$(CONFIG_RT2800USB) += rt2800usb.o，
知道了对应的宏是CONFIG_RT2800USB；
- 进入内核目录，执行：
make menuconfig搜索CONFIG_RT2800USB，得知其依赖：
Depends on: NETDEVICES [=y] && WLAN [=y] && WLAN_VENDOR_RALINK [=y] && RT2X00 [=n] && USB [=y]，
可以知道RT2X00 [=n]没有打开，再搜索它，如此循环，直到
RT2800USB [=y]。
这里有个注意的就是，当开启的上层的某个依赖，下层的某个选项可能会多出来许多选项，而这些选项原来是没有的，不要固化思维。
最后重新编译内核即可。
1.4 使用buildroot移植应用
想要使用无线网卡，需要用到四个软件：
- **iw:**可用于OPEN、WEP这两种"认证/加密"，以及扫描WIFI热点等； **- wpa_supplicant:**可用于前面4种"认证/加密"；
- **hostapd:**能够使得无线网卡切换为AP模式；
- dhcp: STA模式使WIFI网卡动态获取IP，AP模式分配IP；
也就是需要移植这四个软件，目前的方法有： **1.**逐个下载源码，交叉编译，配置，可以还需要相关依赖库，缺点是费时费力；
**2.**使用Yocto等工具，制作发行版的根文件系统，例如Ubuntu16.04，里面有apt-get，可以自动下载安装，缺点是制作发行版根文件系统比较麻烦，且体积较大；
**3.**使用buildroot制作根文件系统，选择需要的软件，自动生成根文件系统，相对简单，体积也较小；
本次就以buildroot为例，制作包含应用程序的根文件系统。
- 首先从GitHub下载针对Tiny4412修改后的buidroot
git clone -b board_tiny4412 https://github.com/hceng/buildroot.git- 查看支持的board
cd buildroot/
make list-defconfigs得知tiny4412对应的配置文件:
tiny4412_defconfig - Build for tiny4412；
- 配置提供的配置文件
make tiny4412_defconfig- 添加自己所需软件 执行:
make menuconfig对应勾选所需软件：
Target packages --->
Networking applications --->
[*] dhcp (ISC)
[*] dhcp server
[*] Enable delayed ACK feature
[*] dhcp relay
[*] dhcp client
……
[*] hostapd
[*] Enable ACS (NEW)
[*] Enable EAP
[*] Enable WPS
……
[*] iw
……
[*] wpa_supplicant
[*] Enable nl80211 support
[*] Enable AP mode
[ ] Enable EAP
[ ] Enable HS20
[ ] Enable syslog support
[ ] Enable WPS
[*] Install wpa_cli binary
[*] Install wpa_client shared library
[*] Install wpa_passphrase binary - 修改主机名、欢迎语、root密码等
System configuration --->
(tiny_4412) System hostname
(Welcome to hceng's board.) System banner
……
[*] Enable root login with password
(123456) Root password - 生成根文件系统 执行:
makebuildroot会自动下载相关源码包，整个过程时间比较久，最后生成buildroot/output/images/rootfs.tar，解压到SD卡rootfs分区即可。
1.5 添加firmware
此时开发板启动Linux后，使用ifconfig wlan0 up启动无线网卡，提示：
ieee80211 phy0: rt2x00lib_request_firmware: Info - Loading firmware file 'rt2870.bin'
rt2800usb 2-2.2:1.0: Direct firmware load for rt2870.bin failed with error -2
ieee80211 phy0: rt2x00lib_request_firmware: Error - Failed to request Firmware
ifconfig: SIOCSIFFLAGS: No such file or directory提示需要firmware文件rt2870.bin。
继续通过网站wireless.wiki.kernel.org去下载该固件。
得到rt2870.bin后，拷贝到单板/lib/firmware/下即可。
1.6 启动WIFI网卡
注意： 双网卡的单板的两个网卡IP不能设置为同一网段。原因参考：(https://www.zhihu.com/question/41331151)。
也就是先把有线网卡IP设置为其它网段，比如：
ifconfig eth0 192.168.2.220然后启动WIFI网卡，并设置IP(路由器IP为192.168.1.1)：
ifconfig wlan0 up
ifconfig wlan0 192.168.1.220此时效果如下：
2.无线终端模式——STA
完成前面的准备工作后，就可以通过软件使用无线网卡了。
2.1 iw的使用
- 列出WIFI网卡的性能:
iw list - 扫描WIFI热点
iw dev wlan0 scan
iw dev wlan0 scan | grep SSID:- 连接到开放AP
iw wlan0 connect hceng- 查看连接状态
iw dev wlan0 link- 断开WIFI连接
iw wlan0 disconnect还可以连接加密的WEP，这里就不研究了。
注意： 1.如果连接的不是路由器(IP为
192.168.1.1)，而是Android手机热点(IP一般为192.168.43.1)，那么要将WIFI网卡IP设置为43网段，如:192.168.43.10，才能ping通192.168.43.1。 2.此时只能ping路由器和局域网设备，如果要联外网，还需要如下操作： ①修改/etc/resolv.conf，添加DNS:nameserver 192.168.1.1，如果是手机热点为nameserver 192.168.43.1； ②设置网关，输入命令:route add default gw 192.168.1.1，如果是手机热点为route add default gw 192.168.43.1；
2.2 wpa_supplicant的使用
wpa_supplicant本是开源项目，被谷歌修改后加入android移动平台，它主要是用来支持WEP，WPA/WPA2和WAPI无线协议和加密认证的。
wpa_supplicant是一个连接、配置WIFI的工具，它主要包含wpa_supplicant(命令行模式)与wpa_cli(交互模式)两个程序。
通常情况下，可以通过wpa_cli来进行WIFI的配置与连接，如果有特殊的需要，可以编写应用程序直接调用wpa_supplicant的接口直接开发。
记得以前想查看Android手机连接过的WIFI热点密码时，就直接使用RE文件管理器查看/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf即可(需ROOT)，里面有所有连接过的WIFI名字和密码。
从这里可以看出，最后WIFI名字和密码，都会被保存到一个配置文件里，在Linux中，路径就是/etc/wpa_supplicant.conf。
- 连接开放网络
向
/etc/wpa_supplicant.conf加入：
network={
ssid="hceng"
key_mgmt=NONE
}初始化wpa_supplicant，执行：
wpa_supplicant -B -d -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf 查看连接状态：
wpa_cli -iwlan0 status 断开连接：
wpa_cli -iwlan0 disconnect
killall wpa_supplicant重新连接：
wpa_cli -iwlan0 reconnect- 连接加密网络(WAP2)
向
/etc/wpa_supplicant.conf加入：
network={
ssid="hceng_test"
psk="12345678"
}初始化wpa_supplicant，执行：
wpa_supplicant -B -d -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf 至于WEP和WAP方式，也就是配置文件的不同，这里就不去深究了，以后遇到了再说。
2.3 dhclient的使用
至此，已经可以连接WIFI了，但还有一些问题。
就如前面，需要手动设置设备的IP，且要根据热点的网段设置，还可能与同网段的设备IP冲突。 为了解决这个问题，引入了DHCP，自动分配IP地址。
就像家里的设备连接到路由器一样，除了输入名字，密码，其它都不用操作，而且还不会出现IP冲突的情况。
连接好WIFI后，输入：
dhclient wlan0实现自动获取分配的IP，并设置。
2.4 自动脚本
现在已经从功能上实现了WIFI无线网卡的使用，但使用过程步骤比较多，相对麻烦。 理想的效果无论何时插上WIFI无线网卡，都自动连接WIFI，且自动获取IP地址。
这就要用到USB的热拔插机制，很久以前写过一篇U盘自动挂载的文章，用的就是这个机制。
- 1.首先修改
/etc/mdev.conf配置文件 加入WIFI无线网卡的热拔插事件：
# hceng add for wifi
wlan0 root:root 660 * /sbin/auto_wifi.sh其中*表示插拔都执行后面的脚本。
- 2.自动连接脚本
/sbin/auto_wifi.sh但检测到USB网卡插拔后，就会执行该脚本：
#!/bin/sh
if [ $ACTION = "add" ];
then
echo --------usb wifi connect--------- > /dev/console
wpa_supplicant -B -d -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf
wpa_cli -B -i wlan0 -a/sbin/auto_dhcp.sh
else
echo --------usb wifi disconnect--------- > /dev/console
killall wpa_supplicant
killall wpa_cli
killall dhclient
fi如果是插入USB无线网卡，将执行wpa_supplicant -B -d -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf连接wifi，再执行wpa_cli -B -i wlan0 -a/sbin/auto_dhcp.sh调用dhcp的脚本；
如果是拔出USB无线网卡，将清除所有相关进程；
- 3.自动dhcp脚本
/sbin/auto_dhcp.sh
#!/bin/sh
IFNAME=$1
CMD=$2
if [ "$CMD" = "CONNECTED" ]; then
echo ========connect $IFNAME, dhclient for it======= > /dev/console
dhclient $IFNAME
fi
if [ "$CMD" = "DISCONNECTED" ]; then
echo ========disconnect $IFNAME, kill dhclient for it======= > /dev/console
killall dhclient
fi如果是连接，将调用dhclient分配IP，反之清除dhclient进程。
- 4.为脚本加上可执行权限
chmod +x /sbin/auto_wifi.sh
chmod +x /sbin/auto_dhcp.sh最后便可实现自动连接WIFI，且自动获取IP地址。
3.无线热点模式——AP
无线热点模式共需要两步操作，先使用hostapd将无线网卡切换成AP模式，再使用dhcpd分配IP。
3.1 hostapd的使用
先清除前面STA模式的所有操作，重新启动单板。
- 创建
/etc/hostapd.conf配置文件
1.OPEN模式：
ctrl_interface=/var/run/hostapd
ssid=hceng
channel=1
interface=wlan0
driver=nl802112.WAP/WAP2模式：
ctrl_interface=/var/run/hostapd
ssid=hceng
#hw_mode=g
channel=1
interface=wlan0
#bridge=br0
driver=nl80211
macaddr_acl=0
#accept_mac_file=/etc/hostapd.accept
#deny_mac_file=/etc/hostapd.deny
auth_algs=1
wpa=3
wpa_passphrase=12345678
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
wpa_pairwise=TKIP
rsn_pairwise=CCMP注释：
ctrl_interface：为了后面hostapd_cli链接上hostapd；ssid：无线热点名字；hw_mode：指定802.11协议，其中a=IEEE 802.11a，b=IEEE 802.11b，g=IEEE 802.11g；channel：设定无线信道；interface：指定使用哪一个无线网卡；bridge：指定所处网桥，对于一个同时接入公网、提供内部网和无线接入的路由器来说，设定网桥很有必要；driver：指定无线驱动；macaddr_acl：指定MAC地址过滤规则： 0表示允许除禁止列表外的设备； 1表示只允许在允许列表的设备； 2表示使用外部RADIUS服务器；accept_mac_file：指定允许MAC列表文件所在路径；deny_mac_file：指定禁止MAC列表文件所在路径；auth_algs：指定采用哪种认证算法，采用位域(bit fields)方式来制定； 1表示使用WPA； 2表示使用WEP； 3表示使用WPA/WEP；wpa：指定WPA类型，采用位域(bit fields)方式来制定； 1表示使用WPA； 2表示使用WPA2； 3表示使用WPA2/WPA；wpa_passphrase：WIFI的密钥；wpa_key_mgmt：PSK为个人AP，不使用服务器认证；wpa_pairwise：指定WPA的加密方式；rsn_pairwise：指定WPA2的加密方式；
3.2 dhcpd的使用
如果此时启动热点，实测手机一直卡在获取IP地址，无法连接到热点，因此热点还需自动分配IP地址。
- 编辑
/etc/dhcpcd.conf配置文件 将原来的/etc/dhcpcd.conf复制备份，再修改[配置文件](https://wiki.archlinux.org/index.php/Dhcpd_(简体中文)如下：
subnet 192.168.2.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.2.10 192.168.2.100;
option domain-name-servers 192.168.2.1;
option routers 192.168.2.1;
}指定了子网IP起始地址、子网掩码、动态分配的IP范围、DNS服务器、路由。
3.3 启动热点
- 1.启动无线网卡，并设置IP
ifconfig wlan0 up
ifconfig wlan0 192.168.2.1- 2.启动AP和DHCP 启动命令：
hostapd -B /etc/hostapd.conf
dhcpd -cf /etc/dhcpcd.conf wlan0对应的停止命令：
killall hostapd
killall dhcpd- 3.其它操作 查看热点状态：
hostapd_cli all_sta查看热点配置：
hostapd_cli get_config查看已连接的设备：
iw dev wlan0 station dump3.4 自动脚本
和前面的一样，假如希望实现USB无线网卡的热拔插，自动进入AP模式，只需如下操作：
- 1.首先修改
/etc/mdev.conf配置文件 加入WIFI无线网卡的热拔插事件：
# hceng add for wifi
#wlan0 root:root 660 * /sbin/auto_wifi.sh
wlan0 root:root 660 * /sbin/auto_wifi_ap.sh- 2.自动AP脚本
/sbin/auto_wifi_ap.sh但检测到USB网卡插拔后，就会执行该脚本：
#!/bin/sh
if [ $ACTION = "add" ];
then
echo --------usb wifi connect--------- > /dev/console
hostapd -B /etc/hostapd.conf
ifconfig wlan0 192.168.2.1
dhcpd -cf /etc/dhcpcd.conf wlan0
else
echo --------usb wifi disconnect--------- > /dev/console
killall hostapd
killall dhcpd
fi- 3.为脚本添加可执行权限 执行：
chmod +x /sbin/auto_wifi_ap.sh之后插上无线网卡，自动启动热点；拔掉无线网卡，自动关闭热点。
参考教程：韦东山第3期视频之WiFi网卡移植
- JS魔法堂：函数重载 之 获取变量的数据类型
- 开发问题（一）在windows和linux端口占用问题
- Linux文件系统的实现
- Design Pattern: Not Just Mixin Pattern
- 关于PHP字符编码的函数区别
- Java集合源码分析（二）Linkedlist
- array_shift() 函数
- 可穿戴设备：不要纠结“可穿戴”
- RXTX for JAVA 串口通信
- Java集合源码分析（一）ArrayList
- 运行jar包找不到主类
- spring cloud 学习(7) - 生产环境如何不停机热发布？
- jupyter notebook 在mac OS上的安装
- Hadoop（七）HDFS容错机制详解
- JavaScript 教程
- JavaScript 编辑工具
- JavaScript 与HTML
- JavaScript 与Java
- JavaScript 数据结构
- JavaScript 基本数据类型
- JavaScript 特殊数据类型
- JavaScript 运算符
- JavaScript typeof 运算符
- JavaScript 表达式
- JavaScript 类型转换
- JavaScript 基本语法
- JavaScript 注释
- Javascript 基本处理流程
- Javascript 选择结构
- Javascript if 语句
- Javascript if 语句的嵌套
- Javascript switch 语句
- Javascript 循环结构
- Javascript 循环结构实例
- Javascript 跳转语句
- Javascript 控制语句总结
- Javascript 函数介绍
- Javascript 函数的定义
- Javascript 函数调用
- Javascript 几种特殊的函数
- JavaScript 内置函数简介
- Javascript eval() 函数
- Javascript isFinite() 函数
- Javascript isNaN() 函数
- parseInt() 与 parseFloat()
- escape() 与 unescape()
- Javascript 字符串介绍
- Javascript length属性
- javascript 字符串函数
- Javascript 日期对象简介
- Javascript 日期对象用途
- Date 对象属性和方法
- Javascript 数组是什么
- Javascript 创建数组
- Javascript 数组赋值与取值
- Javascript 数组属性和方法
- 「influxDB 原理与实践（一）」安装部署，实现基础的添加删除查询功能
- 「influxDB 原理与实践（二）」详解influxDB的写入与查询
- Nginx系列：https配置
- 笛卡尔积、等值连接、自然连接、外连接一文看懂
- nginx系列：常用利用shell统计日志
- Nginx系列：图片过滤处理
- Nginx系列：几款负载均衡第三方插件的安装与使用
- 「高并发通信框架Netty4 源码解读（三）」NIO缓冲区Buffer详解
- UML类图符号：各种关系说明以及举例
- 「高并发通信框架Netty4 源码解读（四）」NIO缓冲区之字节缓冲区ByteBuffer详解
- 「influxDB 原理与实践（三）」连续查询
- 为什么使用OPA而不是原生的Pod安全策略？
- 浅入浅出 Java ConcurrentHashMap
- 「高并发通信框架Netty4 源码解读（五）」NIO通道Channel详解
- 图解一致性哈希算法，全网（小区局域网）最通俗易懂