詳細介紹linux下移植wifi的步驟.docx

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Linux系統下移植wifi模組，使其正常工作。包括兩部分內容，第一部分是識別無線裝置，並且正確安裝驅動程式。第二部分是選擇管理無線連線的方法。本文將介紹這兩部分內容。

一、   背景

配置wifi有三種方式：圖形客戶端，文字模式介面和命令列介面。最簡單的方法是在安裝桌面環境後使用圖形客戶端。它們提供了一個方便的點選式介面，可以在幾秒鐘內讓使用者進入網路。也可以通過編輯一些配置檔案從命令列配置無線，這需要花費更多的時間來設定。

有三種工具支援命令列驅動的無線配置：net-wireless / iw，net-wireless / wireless-tools和net-wireless /wpa_supplicant。在這三個中，net-wireless / wpa_supplicant是首選的。需要記住的重要一點是，無線網路是在全域性基礎上配置的，而不是基於介面的。

net-wireless/iw是net-wireless/wireless-tools延伸的產品（繼承者），它支援幾乎所有卡和驅動，但它不能連線到WPA-only接入點。如果網路只提供WEP加密或完全開放，那麼net-wireless/iw輕輕鬆鬆勝過其他軟體。

市場上現在經常使用 iw 和 wpa_supplicant兩種軟體。wifi 是 完全開放 或者 WEP 模式的時候，使用iw。如果wifi 需要WPA加密的話，則使用wpa_supplicant軟體。

市場上現在有兩種型別的無線卡，FullMac和SoftMac。下圖是這兩種卡同用戶空間互動資料時，呼叫的說明圖。即不同部分cfg80211 / mac80211 / nl80211如何協同工作的圖片。

FullMac

這些無線卡具有通過硬體處理的MLME（MAC子層管理實體），通常出於省電的原因（例如智慧手機，平板電腦，SBC和物聯網）。除了少數例外，這些卡都不支援監控模式和注入。

SoftMac

SoftMac無線卡使用mac80211在軟體中處理MLME。其中大多數都支援捕獲和注入（少數例外）。

cfg80211是Linux802.11配置API。cfg80211取代了Wireless-Extensions。nl80211用於配置cfg80211裝置，用於核心←→使用者空間通訊。cfg80211現在功能齊全，具有無線擴充套件功能，在實施cfg80211驅動程式時，仍然會通過cfg80211到CONFIG_CFG80211_WEXT自動為您提供無線擴充套件支援。不再需要無線擴充套件的發行版可以刪除它，並鼓勵這樣做。

mac80211是一個驅動程式開發人員可以用來為SoftMAC無線裝置編寫驅動程式的框架。

SoftMAC裝置允許更精細地控制硬體，允許在軟體中完成802.11幀管理，用於解析和生成802.11無線幀。目前大多數802.11裝置都屬於這種型別。

mac80211實現了SoftMAC裝置的cfg80211回撥，然後mac80211依賴於cfg80211來註冊網路子系統和配置。配置由cfg80211通過nl80211和無線擴充套件來處理。

在mac80211中，MLME在用於站模式（STA）的核心中以及在用於AP模式的使用者空間（hostapd）中完成。

如果您有支援nl80211的新使用者空間實用程式，則不需要無線擴充套件來支援mac80211裝置。

支援的功能：

IEEE 802.11abgn

IEEE 802.11d

Integration of work for the emerging 802.11sstandard

使用wpa_supplicant進行漫遊（802.11r也是如此）。

不同型別的介面，詳見支援的無線模式。

供應商特定費率支援

QoS

all mac80211 drivers get monitor modesupport

nl80211 is the new 802.11 netlink interfacepublic header. Together with cfg80211 it is intended to replace Wireless-Extensions. nl80211and cfg80211 are still under development.

nl80211的當前使用者：

iw

crda

testmode（CONFIG_NL80211_TESTMODE =y）

nl80211 testmode命令有助於實現工廠校準或無線晶片驗證工具等。

該功能可能用於SAR測試（比吸收率），MPE測試（最大允許曝光），RF測試（射頻），如FCC等機構可能要求的。

無線網路的安全性由認證和加密來保證。

認證允許只有被許可的使用者才能連線到無線網路；

加密的目的是提供資料的保密性和完整性（資料在傳輸過程中不會被篡改）。

關於wifi的加密/認證，以手機為例主要有四種模式：

(1)OPEN模式

(2)WEP模式

(3)WPA(TKIP)

(4)WPA2(AES)

階段劃分

初級版本：認證不需要密碼， 傳輸不需要加密

         認證不需要密碼， 傳輸需要加密（用WEP演算法）

         認證需要密碼（用WEP演算法）， 傳輸需要加密（用WEP演算法，容易破解）

過渡版本：WPA  認證方式（802.1x）,加密方式（TKIP，WEP）

                認證方式（PSK）,加密方式（TKIP，WEP）

終極版本: WPA2  認證方式（802.1x），加密方式CCMP（AES-CCMP），TKIP，WEP

                 認證方式（PSK），加密方式CCMP（AES-CCMP），TKIP，WEP

802.1x:手機連線到AP後，它的認證過程不是在AP上進行的，而是傳送到一個伺服器，由伺服器進行認證，在大型公司裡面，用一個伺服器統一進行認證這樣比較好，但對於家庭網路，這樣做認證成本太高，因而用PSK替代

PSK；手機只需要連線AP，AP會提示手機輸入密碼，AP上事先設定密碼，如果手機提供的密碼和事先設定的密碼一樣，那麼手機就可以使用無線網路。

安裝驅動程式這項任務，又包括兩部分內容。第一部分是驅動程式原始碼，第二部分是依賴。

預設的Arch Linux核心是模組化的，這意味著許多機器硬體的驅動程式位於硬碟驅動器上，可以作為模組使用。在啟動時，udev獲取硬體的清單，併為相應的硬體載入適當的模組(驅動程式)，從而允許建立網路介面。

除了相應的驅動程式之外，一些無線晶片組還需要韌體。許多韌體映像由預設安裝的linux-firmware軟體包提供，但是，不包含專有韌體映像，必須單獨安裝。

注意：如果udev在啟動時未載入正確的模組，只需手動載入即可。如果udev為裝置載入多個驅動程式，則產生的衝突可能會阻止成功配置。確保將不需要的模組列入黑名單。

上面的內容說的通俗點就是：

裝置驅動程式是模組化的，核心啟動的時候，載入了驅動程式的模組，就會識別這個無線模組。有些無線晶片，除了要有驅動程式，還需要韌體。許多韌體映像由預設安裝的linux-firmware軟體包提供，但是，有些專有韌體映像，必須單獨安裝（在網上下載韌體，放在根檔案系統下，載入驅動模組後，發命令指定韌體位置）。

無線網絡卡的原始碼驅動程式可由以下三種方式獲得。

1.    核心程式裡，自帶的驅動程式原始碼。

我現在使用的無線wifi網絡卡是雷凌的RT3070,這款晶片的驅動在核心裡有，不需要專門下載。

專案思路：

根據無線晶片的VID, PID在核心drivers/net/wireless/中搜索該晶片的驅動的配置引數，比如CONFIG_RTL8192CU，CONFIG_ATH9K_HTC等等。配置.config 使CONFIG_RTL8192CU=m，或者CONFIG_ATH9K_HTC=m。

如下圖核心裡有需要的晶片驅動，直接配置成模組就行。

2.    官方網站或者wiki網站去尋找。

這些網站是國外的網站，這裡面的驅動原始碼程式是比較全面的，可以在這裡面查詢與下載。

3.    找代理商要驅動原始碼程式。

我之前用的無線wifi網絡卡晶片是博通的bcm8335,驅動程式就是代理商提供的。

供應商驅動程式有自己的堆疊，通常稱為STA驅動程式。它們通常僅限於託管模式（客戶端），有時還限制基礎設施（有限的接入點功能）以共享Internet連線（網路共享）。它們可以是開源的或閉源的（或兩者兼而有之）。

編譯時的注意點：

您將需要以下內容來編譯驅動程式：

與當前執行的核心匹配的Linux核心標頭檔案。在openSUSE上，還必須安裝核心原始碼。根據驅動程式和發行版，您還必須安裝完整的核心原始碼。

用於編譯核心的相同gcc版本。至少要確保前兩個版本號或編譯器是相同的（例如，如果核心是由gcc 3.4 .2 編譯的話，可以使用gcc 3.4 .6編譯驅動程式）。忽略此規則將導致模組載入期間出現無效的模組格式錯誤。可以通過/ proc/ version檢查。

2.   依賴

由上面講的可知，無線卡工作，要有cfg80211 ， mac80211 ，nl80211的支援，所以配置核心的時候，要選擇上這幾個選項。

如下圖：

======================================================================================================================================載入驅動之後，可能驅動沒有正常工作，可以從下面查詢一下，解決辦法。

硬體驗證

第一個關鍵步驟是確保您的系統識別您的無線裝置。有多種方法可以驗證您的系統是否成功完成了此操作。以下是一些方法：

§  “dmesg”命令通常可以包含指示正確檢測到無線裝置的詳細訊息。

§  如果卡是PCI卡（miniPCI/ miniPCI Express / PCI Express），則需要使用命令“lspci”來顯示卡識別字符串。

§  如果硬體是USB加密狗，則需要使用命令“lsusb”來顯示加密狗標識字串。在某些情況下，“lsusb”不起作用（例如，如果未安裝usbfs），您可以使用“dmesg”（或在/ var /log / messages中）從核心日誌中獲取標識字串。

modprobe

首先執行“modprobe<kernel module name>”。

檢視dmesg輸出

執行“dmesg”命令並​​查詢與您的無線裝置相關的錯誤。至少應該有一些與您的裝置載入和模組初始化有關的訊息。如果沒有訊息或錯誤，您將不得不調查並糾正問題。

兩個常見問題是：

*“未知符號”。*缺少韌體

缺少韌體

某些無線卡需要韌體才能工作。

這個訊息在dmesg中非常清楚，它會告訴你缺少什麼檔名以及它在哪裡。在某些情況下，驅動程式可以退回並嘗試以前版本的韌體。

可以手動新增檔案來解決問題，但大多數情況下，韌體可以在軟體包中找到（例如firmware-linux或firmware-linux-nonfree）。

“未知符號”錯誤

載入驅動程式核心模組時，您會收到另一個欄位名稱的“未知符號”錯誤訊息。有時您也會在dmesg輸出中看到這一點。這是由於您載入的模組與您正在執行的核心版本不匹配而導致的。

檢視lsmod輸出

執行“lsmod”命令可以用來檢視載入的模組。確認實際載入了無線裝置的核心模組。如果未載入，則必須調查並更正問題。

有時其他模組與您嘗試執行的模組衝突。請參閱下面的黑名單。此外，衝突的模組可以移出模組樹。如果這樣做，請在之後執行“depmod-ae”。

檢視modinfo輸出

執行“modinfo<kernel module name>”。這將確認模組實際上在模組樹中。同樣，確認它是正確的版本。執行“每個modinfo>的ls -l<​​檔案位置”並在編譯時確認日期匹配。

1.      iw

iw是一款基於nl80211的新型無線裝置CLI配置實用程式。它支援最近新增到核心的所有新驅動程式。使用WirelessExtensions介面的舊工具iwconfig已棄用，強烈建議切換到iw和nl80211。iw依賴libnl庫。

iw的功能是配置無線網路。例如，掃描沒有密碼或者wep加密的wifi熱點，然後連線，並且可以修改當前STA的功率，傳輸位元率等等。

建立要求

§  libnl>= libnl1

§  libnl-dev>= libnl-dev-1

§  pkg-config使用iw需要你有libnl，第一個工作版本是1.0pre8，因為這個版本引入了genl，Generic Netlink，nl80211依賴它。如果您的發行版的libnl版本錯誤，那麼您現在必須自己下載並編譯libnl（http://www.infradead.org/~tgr/libnl/）。

命令：

# iwhelp    # 幫助

# iwlist    # 獲得所有裝置的功能，如頻寬資訊（2.4GHz，和5GHz），和802.11n的資訊

# iw devwlan0 scan    # 掃描

# iwevent    # 監聽事件

# iw devwlan0 link    # 獲得鏈路狀態

# iw wlan0connect foo    # 連線到已禁用加密的AP，這裡它的SSID是foo

# iw wlan0connect foo 2432  # 假設你有兩個APSSID 都是 foo ，你知道你要連線的是在 2432 頻道

# iw wlan0connect foo keys 0:abcde d:1:0011223344    # 連線到使用WEP的AP

# iw devwlan1 station dump    # 獲取station 的統計資訊

# iw devwlan1 station get     # 獲得station對應的peer統計資訊

# iw wlan0set bitrates legacy-2.4 12 18 24    # 修改傳輸位元率

# iw devwlan0 set bitrates mcs-5 4    # 修改tx HT MCS的位元率

# iw devwlan0 set bitrates mcs-2.4 10

# iw devwlan0 set bitrates mcs-5    # 清除所有 tx 位元率和設定的東西來恢復正常

# iwdev  set txpower  []   #設定傳輸功率

# iwphy  set txpower  []   #設定傳輸功率

# iw devwlan0 set power_save on  #設定省電模式

# iw devwlan0 get power_save  #查詢當前的節電設定

# iw phyphy0 interface add moni0 type monitor  #新增一個 monitor 介面

下載路徑：

wpa_supplicant是適用於Linux，BSD，Mac OS X和Windows的WPA請求者，支援WPA和WPA2（IEEE 802.11i / RSN）。它適用於桌上型電腦/膝上型電腦和嵌入式系統。請求者是客戶端站中使用的IEEE 802.1X / WPA元件。它實現與WPA Authenticator的金鑰協商，並控制wlan驅動程式的漫遊和IEEE 802.11身份驗證/關聯。

wpa_supplicant被設計為一個“後臺程式”程式，它在後臺執行並充當控制無線連線的後端元件。wpa_supplicant支援單獨的前端程式，wpa_supplicant包含基於文字的前端（wpa_cli）和GUI（wpa_gui），可以通過wpa_cli來進行WIFI的配置與連線,前提要保證wpa_supplicant正常啟動.例如命令:wpa_cli scan_results

支援的WPA / IEEE 802.11i功能：

WPA-PSK（“WPA-Personal”）

帶有EAP的WPA（例如，使用RADIUS身份驗證伺服器）（“WPA-Enterprise”）

CCMP，TKIP，WEP104，WEP40的金鑰管理

WPA和完整的IEEE 802.11i/ RSN / WPA2

RSN：PMKSA快取，預身份驗證

IEEE 802.11r

IEEE 802.11w

Wi-Fi保護設定（WPS）

使用wpa_supplicant：

使用WPA與AP關聯時使用以下步驟：

wpa_supplicant請求核心驅動程式掃描相鄰BSS

wpa_supplicant根據其配置選擇BSS

wpa_supplicant請求核心驅動程式與所選BSS關聯

如果WPA-EAP：整合的IEEE 802.1X請求方使用認證伺服器完成EAP認證（由AP中的認證方代理）

如果從IEEE 802.1X請求方收到WPA-EAP：主金鑰

如果WPA-PSK：wpa_supplicant使用PSK作為主會話金鑰

wpa_supplicant使用身份驗證器（AP）完成WPA 4-Way Handshake和Group Key Handshake。WPA2已將初始組金鑰握手整合到4路握手中。

wpa_supplicant為單播和廣播配置加密金鑰

可以傳送和接收普通資料包

配置檔案：

使用文字檔案配置wpa_supplicant，該檔案列出所有接受的網路和安全策略，包括預共享金鑰。有關配置格式和支援的欄位的詳細資訊，請參閱示例配置檔案http://w1.fi/cgit/hostap/plain/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf下的wpa_supplicant.conf。示例配置可用於明文， 靜態WEP，具有動態WEP的IEEE 802.1X（EAP-PEAP / MSCHAPv2）， WPA-PSK / TKIP和 WPA2-EAP / CCMP（EAP-TLS）。

下載地址：

hostapd是訪問點和身份驗證伺服器的使用者空間守護程式。它實現了IEEE802.11接入點管理，IEEE 802.1X / WPA / WPA2 / EAP認證器，RADIUS客戶端，EAP伺服器和RADIUS認證伺服器。當前版本支援Linux（Host AP，madwifi，基於mac80211的驅動程式）和FreeBSD（net80211）。

hostapd旨在成為一個“後臺程式”程式，它在後臺執行並充當控制身份驗證的後端元件。hostapd支援單獨的前端程式，並且hostapd中包含一個示例基於文字的前端hostapd_cli。

要與核心驅動程式通訊，hostapd必須使用某些介面。所有新的實現AP功能cfg80211（和mac80211）的驅動程式使用支援nl80211介面。

hosatapd負責sta接入點的管理。

下載並編譯hostapd

使用帶有nl80211的hostapd要求你至少擁有libnl-1.0pre8，因為這個版本引入了nl80211所依賴的genl，Generic Netlink。大多數發行版現在釋出此版本或更高版本。要在Fedora或其他將二進位制檔案中的標題分開的發行版上進行編譯，您需要libnl-devel包。

支援的無線卡/驅動程式：

Linux mac80211驅動程式

在AP模式下支援nl80211 / cfg80211的Linux驅動程式

Prism2 / 2.5 / 3的主機AP驅動程式

madwifi（Atheros ar521x）

BSD net80211層（例如，Atheros驅動程式）（FreeBSD 6-CURRENT）

配置檔案：

下載地址：

4.      總結：

1. iw            （無線網絡卡連線其它裝置，工作於STA模式,開放模式或者WEP）

2. wpa_supplicant（無線網絡卡連線其它裝置，工作於STA模式,WPA或者WPA2）

3. hostapd         （無線網絡卡作為路由器，工作於AP模式）

4. wpa_supplicant和 hostapd是後臺程式，wpa_cli 和 hostapd_cli是前臺程式。

注意點：

1. 本篇部落格是移植wifi的概念介紹，後面的部落格會詳細介紹每個步驟的實現過程。

2. 下載本部落格的詳細文件格式，請去網頁：

https://download.csdn.net/download/happygrilclh/10537896

3. 原創作，不做商業。