USB無線網(wǎng)卡的Linux驅(qū)動移植
引言
COMFAST CF150NS USB無線網(wǎng)卡使用IEEE802.11n無線技術(shù),無線傳輸速率最高達150 Mbps。相比傳統(tǒng)的54 Mbps IEEE802.11g產(chǎn)品,擁有更高的無線帶寬,讓局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸更加高效,能有效地減少網(wǎng)絡(luò)延遲,使語音視頻、網(wǎng)絡(luò)游戲、在線點播更流暢。CF150NS還使用了CCA(Clear Channel Assessment)空頻道檢測技術(shù),在檢測到周邊有無線信號干擾時,可自動調(diào)整頻寬模式,避開信道干擾,使無線信號更加穩(wěn)定。當干擾消失時,又可自動捆綁空閑信道,充分利用信道捆綁優(yōu)勢,提升無線性能。CF150NS主要技術(shù)參數(shù):主芯片Realtek 8188SU,接口USB2.0,頻率范圍為2.4~2.48 GHz,支持IEEE802.11n/g/b無線標準;無線速率最高可達150 Mbps(IEEE802.11n);工作模式AdHoc和Infrastructre可選;加密特性為64/128位WEP、WPA/WPA2、WPAPSK/WPA2PSK(TKIP/AES);支持的操作系統(tǒng)為Windows/Linux/Mac[1]。
1 移植要求
移植目標是在原有ARM監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)USB無線網(wǎng)卡功能擴展,為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)遠程無線采集方案。原ARM監(jiān)測系統(tǒng)是在優(yōu)龍YLE2440開發(fā)板上開發(fā)的,其Linux內(nèi)核版本為2.6.12.7。USB無線網(wǎng)卡是外部無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供的指定產(chǎn)品COMFAST CF150NS,其主芯片Realtek 8188SU的Linux內(nèi)核版本要求是2.6.18~2.6.33。也就是說,整個移植過程要求USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動必須是Realtek 8188SU,且工作環(huán)境是Linux2.6.12.7。Realtek公司對8188SU主芯片驅(qū)動提供的建議是PC機Fedora Linux 2.6.24測試通過。經(jīng)測試,若直接將驅(qū)動使用Linux 2.6.12.7內(nèi)核編譯,將出現(xiàn)大量錯誤。如何將驅(qū)動移植到Linux 2.6.12.7還需要進一步研究。
2 移植過程
2.1 移植環(huán)境搭建
移植過程采用VM虛擬機下安裝RedHat9.0來完成。具體配置:PC操作系統(tǒng)為VMware Workstation5.5 & RedHat 9.0(Linux 2.4.20);硬件為優(yōu)龍YLE2440開發(fā)板;操作系統(tǒng)為Linux 2.6.12.7,安裝位置為/test/yle2440_2.6.12;交叉編譯器為gcc3.4.1,安裝位置為/usr/local/arm/3.4.1/bin/;Busybox安裝位置為/test/busybox;文件系統(tǒng)為/test/rootfs/;文件系統(tǒng)生成工具為mkcramfs;USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動源碼為/test/8188su/driver/8188su;無線管理工具wireless?tools為/test/wireless_tools.29.tar.gz。另外,還需要準備Linux 2.6.24內(nèi)核[2]。
2.2 Linux內(nèi)核配置[3]
進入內(nèi)核安裝目錄/test/yle2440_2.6.12,運行內(nèi)核配置:
[root@localhost test]# make menuconfig
(1) 增加WLAN支持
選擇[Device Driver]→[Networking support]→[Wireless LAN (non?hamradio)]→[Wireless LAN drivers (non?hamradio) & Wireless Extensions]。
(2) 增加DHCP支持
選擇[Device Driver]→[Networkingsupport]→[Networking options]。務(wù)必選中“Packet socket”和“IP: DHCP support”、“Network packet filtering framework(Netfilter)”選項。
另外,還需要udhcpc的配置文件。拷貝Busybox目錄/examples/udhcp下的simple.script到文件系統(tǒng)/usr/share/udhcpc/下,并重命名為default.script。將default.script中的
RESOLV_CONF="/etc/resolv.conf"
修改為
RESOLV_CONF="/tmp/resolv.conf"
運行“mkcramfs rootfs rootfs.cramfs”生成根文件系統(tǒng)rootfs.cramfs,并重新下載到目標板。
2.3 Linux內(nèi)核文件修改
首先將Linux2.6.24內(nèi)核中的netdevice.h、wireless.h、iw_handler.h拷貝至Linux2.6.12內(nèi)核相應(yīng)目錄下。然后以Linux2.6.24內(nèi)核為藍本進行文件建立、修改和替換。需要替換的文本清單為:
① /include/linux/目錄,wireless.h、skbuff.h、textsearch.h、netdevice.h、slab.h、ip.h、icmp.h、socket.h;
② /include/net/目錄,iw_handler.h、sock.h;
③ /include/sound/目錄,core.h;
④ /net/core/目錄,dev.c、skbuff.c、wireless.c、neighbour.h;
⑤ /net/ipv4/目錄,ip_output.c、devinet.c、socket.c;
⑥ /net/netlink目錄,af_netlink.c;
⑦ /mm/目錄,slab.c。
文件替換完畢進行內(nèi)核編譯:
make zImage
生成內(nèi)核zImage后下載到目標板。在內(nèi)核編譯的過程中,還會出現(xiàn)許多錯誤,主要是C90語法錯誤、所調(diào)用函數(shù)數(shù)據(jù)類型不匹配、段符號未定義等問題。主要的修改內(nèi)容:
① 內(nèi)核編譯時若出現(xiàn)C90語法和C99語法錯誤,只需按照本編譯系統(tǒng)所采用的編譯標準進行語法修改。例如,/net/core/dev.c中函數(shù)“net_rx_action”的第1713~1729行提示有語法錯誤。其中,第1713行的錯誤按照C90語法修改即可消除,其他錯誤為所調(diào)用函數(shù)數(shù)據(jù)類型不匹配所致,修改所調(diào)用函數(shù)的數(shù)據(jù)類型即可。
② 出現(xiàn)提示“.data=&no_cong_thresh”未定義之類的錯誤時,在相應(yīng)源碼中將其注釋即可。
③ Wireless_seq_show函數(shù)錯誤直接采用2.6.24版本替換2.6.12版本即可。
④ net_sysctl_strdup類錯誤和警告一定要消除,消除方法是替換neighbour.h文件及相關(guān)文件。
2.4 USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動編譯
首先,下載主芯片Realtek 8188SU的最新驅(qū)動RTL8188SU_usb_linux_v2.6.6.0.20101111.zip,然后解壓進入相應(yīng)目錄修改config、Makefile文件。
(1) 修改config
[root@localhost 8188su]# gvim config
修改第16行,關(guān)閉PC模式:
16 CONFIG_PLATFORM_I386_PC=n
修改第18行,打開ARM模式
18 CONFIG_PLATFORM_ARM_S3C=y
(2) 修改Makefile
修改交叉編譯器和ARM內(nèi)核安裝目錄:
[root@localhost 8188su]# gvim Makefile
修改第94行為gcc交叉編譯器所在路徑:
CROSS_COMPILE:=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm?linux?
修改第95行,直接注釋掉以下語句:
#KVER:= 2.6.24.7_$(ARCH)
修改第96行,指定2.6.12內(nèi)核路徑:
KSRC:= /test/yle2440_2.6.12
修改完畢后,直接make即可在目錄下生成8712u.ko。下載8712u.ko驅(qū)動到目標板。
2.5 安裝wirelesstools[3]
無線網(wǎng)卡配置需要使用一些無線網(wǎng)絡(luò)管理工具,如wpa_supplicant、wireless?tools等。本項目使用wireless?tools來實現(xiàn)。首先下載wireless_tools.29.tar.gz,然后解壓、編譯、安裝。 下面介紹具體步驟。
① 解壓。
tar zxvf wireless_tools.29.tar.gz
② 修改Makefile。
修改第8行,設(shè)置可執(zhí)行文件安裝路徑:
PREFIX=/usr/local/wireless
修改第12行,設(shè)置gcc交叉編譯器:
CC=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm?linux?gcc
修改第15行,設(shè)置ar交叉編譯器:
AR=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm?linux?ar
修改第16行,設(shè)置ranlib交叉編譯器:
RANLIB=/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm?linux?ranlib
③ 運行make命令。
④ 運行make install命令??蓤?zhí)行文件安裝于/usr/local/wireless目錄下。
⑤ 拷貝兩個庫libiw.so和libiw.so.29到文件系統(tǒng)/test/rootfs/lib目錄下,運行chmod 777命令后重新生成壓縮根文件rootfs.cramfs,并下載到ARM板。[!--empirenews.page--]
⑥ 將安裝目錄下的iwconfig、iwlist等下載到目標板。主要使用的命令及功能:
◆ iwconfig,回車,查看所有無線網(wǎng)卡;
◆ iwconfig wlan0,查看wlan0;
◆ iwconfig wlan0 essid "xx",配置網(wǎng)卡SSID為xx;
◆ iwlist wlan0 scan|grep ESSID,搜索周邊所有無線網(wǎng)卡的ESSID。
2.6 無線網(wǎng)卡測試
(1) 插入無線網(wǎng)卡,自動安裝USB host驅(qū)動
[root@(none) tmp]# uname ?a
Linux(none) 2.6.12?h1940 #59 Tue May 3 13:12:53 CST 2011 armv4tl unknown
[root@(none) tmp]# usb 1?1:new full speed USB device using s3c2410?ohci and address 4
usb 1?1: Product: RTL8188S WLAN Adapter
usb 1?1: Manufacturer: Manufacturer Realtek
usb 1?1: SerialNumber: 00e04c000001
(2) 加載模塊8712u.ko
insmod 8712u.ko
(3) 喚醒USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動
ifconfig wlan0 up
(4) 搜索周邊無線網(wǎng)絡(luò)
[root@(none) tmp]# iwlist wlan0 scan | grep ESSID
fwdbg: get survey cmd
fwdbg: survey done (00000005, 00000000)
ESSID: "TP?LINK_WSW"
ESSID: "TP?LINK_717E24"
ESSID: "dlink"
ESSID: "newnav"
ESSID: "dgdz"
(5) 配置wlan0的SSID
iwconfig wlan essid TP?LINK_717E24
配置成功后利用iwconfig回顯:
[root@(none) tmp]# uname ?a
Linux (none) 2.6.12?h1940 #59 Tue May 3 13:12:53 CST 2011 armv4tl unknown
[root@(none) tmp]# iwconfig wlan0
wlan0IEEE 802.11bg ESSID:"TP?LINK_717E24"
Mode: Managed Frequency: 2.437 GHz Access Point: 00:25:86:71:7E:24
Bit Rate: 54 Mb/s
Encryption key:off
Power Management: off
Link Quality=52/100 Signal level=52/100 Noise level=0/100
Rx invalid nwid:0 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0
Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0
(6) IP動態(tài)分配
自動申請動態(tài)IP:
udhcpc ?i wlan0
顯示如下信息:
[root@(none) tmp]# uname ?a
Linux (none) 2.6.12?h1940 #59 Tue May 3 13:12:53 CST 2011 armv4tl unknown
[root@(none) tmp]# udhcpc ?i wlan0
udhcpc (v0.9.9?pre) started
udhcpc[490]: udhcpc (v0.9.9?pre) started
Sending discover...
udhcpc[490]: Sending discover...
Sending select for 172.16.51.9...
udhcpc[490]: Sending select for 172.16.51.9...
Lease of 172.16.51.9 obtained, lease time 691200
udhcpc[490]: Lease of 172.16.51.9 obtained, lease time 691200
deleting routers
route: SIOC[ADD|DEL]RT: No such process
adding dns 61.153.216.99
adding dns 61.153.216.104
運行ifconfig命令后,顯示最終配置:
[root@(none) tmp]# uname ?a
Linux (none) 2.6.12?h1940 #59 Tue May 3 13:12:53 CST 2011 armv4tl unknown
[root@(none) tmp]# ifconfig wlan0
wlan0 Line encap: Ethernet HWaddr 00:0F:10:54:0E:1B
inet addr: 172.16.51.9 Bcast:172.16.255.255 Mask: 255.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:618 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:2 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
(7) ping測試
ping測試時需要加?c參數(shù)控制ping次數(shù),否則會一直不停測試,并且無法kill。
[root@(none) tmp]# ping ?c 2 172.16.51.9
PING 172.16.51.9 (172.16.51.9): 56 data bytes
64 bytes from 172.16.51.9: icmp_seq=0 ttl=64 time=1.4 ms
64 bytes from 172.16.51.9: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.7 ms
---172.16.51.9 ping statistics ???
2 packets transmitted, 2 packets received, 0% packet loss
round?trip min/avg/max=0.7/1.0/1.4 ms
3 討論
在USB無線網(wǎng)卡驅(qū)動移植過程中,將主要的文件netdevice.h、wireless.h、iw_handler.h、dev.c等進行替換后,內(nèi)核已經(jīng)能編譯成功。將內(nèi)核下載并重啟開發(fā)板后,加載驅(qū)動成功,并能利用iwlist搜索到周邊的WLAN網(wǎng)絡(luò)。在利用iwconfig給驅(qū)動指定SSID時iwconfig引起內(nèi)核崩潰。初判原因不應(yīng)為wireless?tools程序。加入ip.h、icmp.h socket.h等文件后iwconfig指定SSID成功。最后進行ping測試時,出現(xiàn)ping 127.1和本機IP均失敗的情況。使用strace跟蹤ping執(zhí)行過程,發(fā)現(xiàn)recvfrom()函數(shù)參數(shù)傳遞錯誤,替換neighbour.c af_netlink.c等文件后ping 127.1成功。
若系統(tǒng)內(nèi)核升級到Linux 2.6.30,驅(qū)動能編譯通過,但只要一發(fā)出ifconfig命令,內(nèi)核即崩潰。即使高版本內(nèi)核在移植時也有問題,這些問題需要進一步研究。