中间件添加WIFI模块

中间件添加WIFI模块

距离上次更新已经过去了一个半月了，这段时间一直在忙WIFI功能的添加，此项目是直接买的两个wifi芯片，8812和8192，一个是2.4G一个是5G，手里只有一份8812的手册，再也没有其他资料，是一次学习，也是一次挑战。

此前我是没有做过WiFi相关的中间件的工作，这次因为公司没人（三个中间件开发，负责WiFi的同事离职了），由我来顶上，借此机会也对WiFi进行了基本的学习。

具体任务

BSP的同事负责修改、移植WIFI驱动。使用的平台是64位的，没有现成的驱动，需要把找到的32位驱动移植过来(为了节省资金，直接购买的芯片，没有FAE的支持，只能自己搞)

我负责把WiFi功能添加到SDK中并向上提供接口，所需接口可以大致为以下几个：

  • WiFi参数的设置和获取（SSID，密码，加密模式，信道，信道宽度等）
  • WiFi黑名单白名单的设置和获取
  • WPS PBC/PIN 模式的设置
  • WPS状态获取
  • WPS取消/关闭

每个接口又分为2.4G和5G，本次以2.4G为记录，5G和2.4G基本一样，只用改interface即可。

WIFI启动前的准备工作

此次没有使用hostapd，也没有使用脚本，采用直接操作驱动，即使用iwpriv的方式进行设置，根据需求先在数据库中建立了三张表，一张表为WiFi参数，一张表为白名单，一张表为黑名单：

  • WiFi参数

  • 黑名单

  • 白名单

参数介绍

黑白名单里均为12位mac地址，就不过多赘述了，主要看一下表中wifi参数

参数 取值 意义
enable 0-disable, 1-enable WiFi开关
hidden_ssid 0-disable, 1-enable 隐藏WiFi
ssid string WiFi名称
password string WiFi密码
max_user int WiFi最大连接数
frequency 0-2.4g, 1-5g wifi模式
auth_mode 0-open, 4-wpa2, 6-wpa/wpa2 mixed 加密类型
encryp_type 2–TKIP, 8–AES(CCMP), 10–TKIP/AES mixed 密码组
band_mode 1–11b, 2–11g, 4–11a, 8–11n, 64–11ac 波段选择，可以按位或操作
channel 0 for auto channel, 1-14 for 11b/11g 信道
band_width 0-20M, 1-40M, 2-80M 信道宽度
mac_enable 0-disable, 1-enable 黑白名单功能开关
mac_mod 0-黑名单, 1-白名单 黑白名单模式

数据结构

表有了，我们创建一个类来管理和使用表中的数据

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class wifi_24g
{
public:
    int m_enable;
    int m_hiden_ssid;
    string m_ssid;
    string m_password;
    int m_max_user;
    int m_frequency;
    int m_auth_mode;
    int m_encryp_type;
    int m_band_mode;
    int m_channel;
    int m_band_width;

public:

    wifi_24g(); //初始化，将WiFi配置读取并赋值给成员变量
    virtual ~wifi_24g();

    void save_conf_to_db(); //保存WiFi配置
    void save_mac_filter(int enable, int mod); //保存黑白名单配置
    void get_mac_filter(int *enable, int *mod); //读黑白名单配置

private:
    string read_config(string config_name); //读取数据库
    int save_config(string config_name, string config_value); //保存到数据库
};
C++

启动WIFI

启动分为加载驱动，设置参数，up interface，建立网桥这几步，具体实现如下：

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//m_wifi_24g 为wifi_24g的实例
//m_mac_mod,m_mac_enable为黑白名单参数，wifi驱动中只定义了aclmode，0-disable， 1-白名单， 2-黑名单
//m_mac_list_black m_mac_list_white 为黑白名单mac地址列表
void start_wifi_24g()
{
    list<string> cmd_list;
    list<string> mac_list;
    string tmp;
    int mod = m_mac_mod + 1;

    cmd_list.push_back("insmod /lib/modules/rtl8192es.ko");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib wsc_enable=2");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib regdomain=3");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib opmode=16");
    //RF
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib channel=" + to_string(m_wifi_24g->m_channel);
    cmd_list.push_back(tmp);
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib ch_hi=14");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib ch_low=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib MIMO_TR_mode=3");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib tssi1=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib tssi2=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib trswitch=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib rfe_type=0");
    //rate
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib basicrates=15");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib oprates=4095");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib autorate=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib rtsthres=2347");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib fragthres=2346");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib expired_time=30000");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib bcnint=100");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib dtimperiod=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib preamble=0");

    //hiden SSID
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib hiddenAP=" + to_string(m_wifi_24g->m_hiden_ssid);
    cmd_list.push_back(tmp);

    //SSID
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib ssid=" + m_wifi_24g->m_ssid;
    cmd_list.push_back(tmp);

    //max client number
    tmp = "iwpriv wlan1 set_mib stanum=" + m_wifi_24g->m_max_user;
    cmd_list.push_back(tmp);

    //acl start
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib aclnum=0");
    if (!m_mac_enable)
    {
        mod = 0;
    }

    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib aclmode=" + to_string(mod);
    cmd_list.push_back(tmp);

    if (mod == 1)
    {
        mac_list = m_mac_list_white;
    }
    else
    {
        mac_list = m_mac_list_black;
    }

    if (mac_list.size() > 0)
    {
        for (list<string>::iterator it = mac_list.begin(); it != mac_list.end(); ++it)
        {
            tmp = "iwpriv wlan0 set_mib acladdr=" + (*it);
            cmd_list.push_back(tmp);
        }
    }
    //acl end

    //Set to 2 to use open system or shared key automatically
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib authtype=2");

    //auth_mode
    if (m_wifi_24g->m_auth_mode == 0)
    {
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib encmode=0");
    }
    else
    {
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib encmode=2");
    }

    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib 802_1x=0");

    //band
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib band=" + to_string(m_wifi_24g->m_band_mode);
    cmd_list.push_back(tmp);
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib deny_legacy=0");

    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib use40M=" + to_string(m_wifi_24g->m_band_width);
    cmd_list.push_back(tmp);

    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib 2ndchoffset=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib shortGI20M=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib shortGI40M=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib shortGI80M=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib ampdu=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib amsdu=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib stbc=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib coexist=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib disable_protection=0");

    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib groupID=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib block_relay=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib wifi_specific=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib qos_enable=1");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib guest_access=0");
    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib countrycode=CN");

    switch (m_wifi_24g->m_auth_mode)
    {
    case 0:
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib psk_enable=0");
        break;
    case 4:
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib psk_enable=2");
        break;
    case 6:
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib psk_enable=3");
        break;

    default:
        cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib psk_enable=3");
        break;
    }

    if (m_wifi_24g->m_auth_mode == 2 || m_wifi_24g->m_auth_mode == 6)
    {
        tmp = "iwpriv wlan0 set_mib wpa_cipher=" + to_string(m_wifi_24g->m_encryp_type);
        cmd_list.push_back(tmp);
    }

    if (m_wifi_24g->m_auth_mode == 4 || m_wifi_24g->m_auth_mode == 6)
    {
        tmp = "iwpriv wlan0 set_mib wpa2_cipher=" + to_string(m_wifi_24g->m_encryp_type);
        cmd_list.push_back(tmp);
    }

    //password
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib passphrase=" + m_wifi_24g->m_password;
    cmd_list.push_back(tmp);

    cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib gk_rekey=86400");

    cmd_list.push_back("ifconfig wlan0 up");
    cmd_list.push_back("brctl addif br-lan wlan0");

    do_command("start_wifi.sh", cmd_list);
}
C++

do_command函数就是对我之前提到的do_system()的封装，代码如下：

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int do_command(string file_name, list<string> arg_list)
{
    FILE *fp = NULL;
    string path = "/tmp/" + file_name;

    fp = fopen(path.c_str(), "w+");
    if (fp == NULL)
    {
        return -1;
    }

    for (list<string>::iterator list_iterator = arg_list.begin(); list_iterator != arg_list.end(); list_iterator++)
    {
        fprintf(fp, "%s\n", (*list_iterator).c_str());
    }

    fprintf(fp, "rm -f %s\n", path.c_str());
    fclose(fp);

    return(do_system(1, NULL, "sh", path.c_str(), NULL));
}

int do_system(unsigned char wait, int *svc_pid, const char *exec_file, ...)
{
    pid_t pid;
    int status = -1;
    int rc = -1;
    sigset_t chldmask, savemask;
    list<string>::iterator list_iterator;

    if (exec_file == NULL)
    {
        return (-1);
    }

    /* now block SIGCHLD */
    sigemptyset(&chldmask);
    sigaddset(&chldmask, SIGCHLD);
    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &chldmask, &savemask))
    {
        return (-2);
    }

    pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        /* Error. */
        rc = -3;
    }
    else if (pid == 0)
    {
        /* Child. */
        int n = 0;
        char **argv;
        int argc = 0;
        char **p;
        va_list args;

        n = 1; /* =1 for argv[0]. */
        va_start(args, exec_file);
        for (; va_arg(args, char *);)
        {
            ++n;
        }
        va_end(args);

        p = argv = (char **)malloc((n + 1) * sizeof(char *)); /* +1 for terminal NULL */

        p[0] = (char *)exec_file;

        va_start(args, exec_file);
        for (; n--;)
        {
            *++p = va_arg(args, char *);
        }
        va_end(args);
        *p = NULL;

        sigprocmask(SIG_SETMASK, &savemask, NULL);
        n = execvp(exec_file, argv);
        free(argv);
        exit(n);
    }
    else
    {
        usleep(1 * 1000);
        if (svc_pid)
        {
            *svc_pid = pid;
        }

        if (wait)
        {
            do
            {
                rc = waitpid(pid, &status, 0);
                if (rc < 0)
                {
                    if (errno != EINTR)
                    {
                        break;
                    }
                }
                else
                {
                    rc = WEXITSTATUS(status);
                    break;
                }
            } while (1);
        }
        else
        {
            rc = 0;
        }
    }

    sigprocmask(SIG_SETMASK, &savemask, NULL);
    return rc;
}
C++

启动WiFi的过程中，参数的意义和数据库基本一致，比较值得注意的是auth_mode

  • 如果auth_mode为0，encmode为0否则为2，2代表WPA/WPA2模式
  • auth_mode为0，psk_enable为0，否则为一一对应的值(代码中的switch为映射关系)
  • auth_mode不为0，才需要设置wpa_cipher或wpa2_cipher

WIFI接口

WIFI参数配置和获取

获取参数时只需返回wifi_24g实例的成员变量即可

配置时，将接收到的值赋给wifi_24g的成员变量，并重新加载WiFi驱动

WiFi黑名单白名单的设置和获取

获取黑白名单配置时，只需读出表中数据返回即可

设置黑白名单时，将数据保存到表中，并执行黑白名单的参数配置命令即可：

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list<string> cmd_list;
list<string> mac_list;
string tmp;
int mod = m_mac_mod + 1;

cmd_list.push_back("ifconfig wlan0 down");
cmd_list.push_back("iwpriv wlan0 set_mib aclnum=0");

cmd_list.push_back("ifconfig wlan1 down");
cmd_list.push_back("iwpriv wlan1 set_mib aclnum=0");
if (!m_mac_enable)
{
    mod = 0;
}

tmp = "iwpriv wlan0 set_mib aclmode=" + to_string(mod);
cmd_list.push_back(tmp);

tmp = "iwpriv wlan1 set_mib aclmode=" + to_string(mod);
cmd_list.push_back(tmp);

if (mod == 1)
{
    mac_list = m_mac_list_white;
}
else
{
    mac_list = m_mac_list_black;
}

for (list<string>::iterator it = mac_list.begin(); it != mac_list.end(); ++it)
{
    tmp = "iwpriv wlan0 set_mib acladdr=" + (*it);
    cmd_list.push_back(tmp);

    tmp = "iwpriv wlan1 set_mib acladdr=" + (*it);
    cmd_list.push_back(tmp);
}

cmd_list.push_back("ifconfig wlan0 up");
cmd_list.push_back("ifconfig wlan1 up");
do_command(CMD_WIFI_MAC_FILTER, cmd_list);
C++

wlan0为2.4GWiFi，wlan1为5GWiFi，黑白名单需要同时配置两个WiFi

WPS PBC/PIN 模式的设置

开启WPS只用下发WPS命令，PBC模式为：

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system("wscd -sig_pbc wlan0");
C++

PIN模式为：

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string cmd = "iwpriv wlan0 set_mib pin=" + pin_code;
system(cmd.c_str());
C++

WPS状态获取

WPS的状态保存在文件中，直接读取”/tmp/wscd_status”即可。状态值如下：

-1：未启动， 0：启动， 2：超时， 3：成功

WPS取消/关闭

WPS取消/关闭时只需要创建一个文件，wscd检测到文件，就会停止WPS：

1
system("touch /tmp/wscd_cancel");
C++
工作总结
#工作总结
中间件添加WIFI模块
https://carl-5535.github.io/2021/12/14/工作总结/中间件添加WIFI模块/
作者
Carl Chen
发布于
2021年12月14日
许可协议