bluetooth(蓝牙)在S3C2410上的移植

2023-09-25 11 0

(一) 在Red hat 9上安装Bluez
在pc上的安装我参考了O'Reilly的Linux Unwired一书,chapter 7中详细地介绍了linux下的bluetooth的基础知识、安装、配置和使用。安装前必须了解一下bluez的基本结构,直接位于发射传输协议之上的 协议是HCI(host control interface),我的手机和蓝牙GPS用到的高层协议是服务发现协议SDP和模拟串口的协议RFCOMM,中间那一层协议是L2CAP,应该是处理 逻辑链路的吧,我并不是很清楚,请参考bluez的官方文档。
S3C2410上用到内核版本是2.4.18,于是我在pc上安装bluez时也使 用了2.4.18的内核。使用bluez必须要对内核打 patch的,于是到www.kernel.org上下载了linux-2.4.18.tar.bz2后到http: //www.bluez.org/patches.html上下载针对2.4.18的patch,patch-2.4.18-mh15.gz。于是,解 压,打patch:
# tar xjvf linux-2.4.18.tar.bz2
# cd linux/
# gzip -dc ../patch-2.4.18-mh15.gz | patch -p1
注意一下这时的patch的输出,在源代码方面的patch是针对driver/、include/、net/目录下的代码的修改,并没有修改到内核部分的内容,应该没有修改到linux核心的东西,在移植到S3C2410时应该不会有太大的问题。
下面就是编译内核,在config的时候关于bluez我的配置是这样的:
#
# Bluetooth support
#

CONFIG_BLUEZ=m
CONFIG_BLUEZ_L2CAP=m
CONFIG_BLUEZ_SCO=m
CONFIG_BLUEZ_RFCOMM=m
CONFIG_BLUEZ_RFCOMM_TTY=y
CONFIG_BLUEZ_BNEP=m
CONFIG_BLUEZ_BNEP_MC_FILTER=y
CONFIG_BLUEZ_BNEP_PROTO_FILTER=y

#
# Bluetooth device drivers
#
CONFIG_BLUEZ_HCIUSB=m
# CONFIG_BLUEZ_HCIUSB_SCO is not set
CONFIG_BLUEZ_HCIUART=m
CONFIG_BLUEZ_HCIUART_H4=m
CONFIG_BLUEZ_HCIUART_BCSP=m
# CONFIG_BLUEZ_HCIUART_BCSP_TXCRC is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIBFUSB is not set
CONFIG_BLUEZ_HCIDTL1=m
CONFIG_BLUEZ_HCIBT3C=m
CONFIG_BLUEZ_HCIBLUECARD=m
CONFIG_BLUEZ_HCIBTUART=m
CONFIG_BLUEZ_HCIVHCI=m
供大家参考,Linux Unwired一书中有详细的说明,注意如果使用make menuconfig,一定要打开一下.config文件看看CONFIG_BLUEZ_RFCOMM_TTY=y,不能为n或者m。还有注意 CONFIG_USB_BLUETOOTH一定不能选(在USB support下),否则会影响到bluez的运行的。
内核编译好了就开始准备bluez的库和工具了。到http: //www.bluez.org/download.html上下载最新的bluez程序包,我只下载了bluez-libs-2.20.tar.gz, bluez-utils-2.20.tar.gz,bluez-pin- 0.25.tar.gz三个包,分别是库,工具集和由bluez提供的一个 pin_helper。由于在pc下,安装的过程没什么好说的,解压,./configure,make,make install。
然后就是注意一下默认配置目录/etc/bluetooth/下的hcid.conf配置文件,这是用来配置后台daemon进程hcid的。如果把这 台pc机器+蓝牙适配器看成是一个蓝牙设备的话,进程hcid就管理这个蓝牙设备的基本配置信息,例如名称,class,地址,feature等等。还有 当设备与其他蓝牙设备Bonding/Pairing即所谓的配对时,处理PIN code的程序也是hcid,而在hcid.conf脚本中比较重要的一项就是pin_helper,默认的配置是pin_helper= /usr/bin/bluepin,这个是python写的用来读取用户输入的PIN code的程序,安装bluez-pin包的时候装在/usr/bin下的。
这里有必要了解一下配对的过程,我感觉就是两个设备互相通密码建 立相互之间连接的过程。我看了hcid部分的代码,了解的大致是这样:比如两个蓝牙设备A和B,A先发送要求配对的请求给B,B由用户设置好配对的密码即 PIN code,然后回一个消息给A,说你想配对可以呀,知道我的密码吗?然后A就发送PIN code过去,B看和自己的密码相符合,就发送一个replyOK的消息给A,这样两者就建立起来了信任关系。
在pc+蓝牙适配器这个蓝牙设 备A上,如果这个设备先发送配对请求给另一个远程设备B,那么当B发送询问密码请求过来时,在A上运行的hcid后台进程就通过一个pin_helper 的程序读取PIN code,并发送回给B;如果远程设备B先发送配对请求给A,hcid上用作验证的PIN code就是/etc/bluetooth/pin的内容,如果读取失败程序在启动的时候会默认地设置一个密码的,代码在bluez- utils/hcid/security.c中的init_security_data函数中,默认的是BlueZ。为了和我的手机相配,我把它改成了 123,手机只能输入数字。
关于其他hcid.conf的设置,请man hcid.conf。
设置好以后,换上新内核,启动 linux。插入USB蓝牙适配器,# dmesg | tail会发现有usb.c: USB device 2 (vend/prod 0x1131/0x1001) is not claimed by any active driver.这个问题,不管它,只要有usb.c: registered new driver hci_usb的消息就可以,然后 # lsmod 会发现hci_usb的模块被安装了,再# modprobe rfcomm,这样基本上所有的模块都安装齐了。
# hciconfig hci0 up
# hcid -f /etc/bluetooth/hcid.conf
启动hci设备和hcid精灵进程
# hciconfig -a
hci0: Type: USB
BD Address: 00:11:67:0F:BB:A1 ACL MTU: 678:8 SCO MTU: 48:10
UP RUNNING PSCAN ISCAN
RX bytes:115 acl:0 sc0 events:15 errors:0
TX bytes:313 acl:0 sc0 commands:15 errors:0
Features: 0xff 0xff 0x8d 0x78 0x08 0x18 0x00 0x00
Packet type: DM1 DM3 DM5 DH1 DH3 DH5 HV1 HV2 HV3
Link policy: RSWITCH HOLD SNIFF PARK
Link mode: SLAVE ACCEPT
Name: 'BlueZ (0)'
Class: 0x000100
Service Classes: Unspecified
Device Class: Computer, Uncategorized
HCI Ver: 1.2 (0x2) HCI Rev: 0x1ae LMP Ver: 1.2 (0x2) LMP Subver: 0x1ae
Manufacturer: Integrated System Solution Corp. (57)
可以看到目前设备的配置情况,有些是从hcid.conf中读取的,有些是从设备中读取的。
下面,打开手机上的蓝牙,启动蓝牙GPS
# hcitool scan
Scanning ...
00:0E:07:58:1A:33 T628
00:08:1B:C0:D1:3C HOLUX GR-231
这样就看到了两个设备了,我用的是索爱的T628和HOLUX的蓝牙GPS,前面的一串应该是蓝牙设备唯一的地址。
#sdptool browse 可以看到每个设备所提供的服务
Inquiring ...
Browsing 00:0E:07:58:1A:33 ...
Service Name: Dial-up Networking
Service RecHandle: 0x10000
Service Class ID List:
"Dialup Networking" (0x1103)
"Generic Networking" (0x1201)
Protocol Descriptor List:
"L2CAP" (0x0100)
"RFCOMM" (0x0003)
Channel: 1
Profile Descriptor List:
"Dialup Networking" (0x1103)
Version: 0x0100

.............

Service Name: Serial Port 1
Service RecHandle: 0x10003
Service Class ID List:
"Serial Port" (0x1101)
Protocol Descriptor List:
"L2CAP" (0x0100)
"RFCOMM" (0x0003)
Channel: 4

............

Service Name: OBEX Object Push
Service RecHandle: 0x10005
Service Class ID List:
"OBEX Object Push" (0x1105)
Protocol Descriptor List:
"L2CAP" (0x0100)
"RFCOMM" (0x0003)
Channel: 10
"OBEX" (0x0008)
Profile Descriptor List:
"OBEX Object Push" (0x1105)
Version: 0x0100

Browsing 00:08:1B:C0:D1:3C ...
手机上绑定了很多的服务,有拨号服务,音频服务,串口服务,文件交换服务(OBEX)...在SDP协议下,每个服务绑定到一个Channel上。GPS上没有绑定服务,它只作为虚拟串口设备来使用。
利用实用工具rfcomm可以把遵循RFCOMM的服务bind到一个类似的串口设备上。在绑定之前,必须确保/dev下有rfcomm*的设备,如果没有,就自己建立:
# mknod -m 666 /dev/rfcommX c 216 X (X是数字)
这样就可以绑定了,比如我需要用手机拨号上网的功能,看到它的Channel 1是RFCOMM的Dialup Networking功能,则:
# rfcomm bind 0 00:0E:07:58:1A:33 1
即将00:0E:07:58:1A:33设备的Channel 1服务绑定到/dev/rfcomm0上,这样,就相当于建立了一个虚拟的串行连接到一个可以拨号的无线modem上了,打开minicom,设置串口为 /dev/rfcomm0,波特率19200,8N1,键入atz,返回OK。用ppp就可以拨号上网了,第一次连接时手机会弹出个输入框问PIN code,以后就不用了。
GPS设备只是作为串口来用的,也很简单:
# rfcomm bind 1 00:08:1B:C0:D1:3C
打开minicom设置波特率为4800就可以读GPS数据了,大功告成!
另外,sdpd程序是本设备提供给对外的看到的服务,可以通过sdptool add --channel=X SP来增加对外的服务,我没有研究过。还有对于文件传输OBEX和个人局域网BNEQ还需要继续学习。

(二)在S3C2410上的移植
完成了在普通red hat上的安装,熟悉了蓝牙协议栈一些基本的东西,下面的任务就是把协议栈搬到开发板上了。
第一步当然是内核了,由于三星的内核代码改过,我也不知道从bluez上下载的patch能不能使用,试试看了,只好。
# cd /2410/kernel
# gzip -dc ~/patch-2.4.18-mh15.gz | patch -p1
# find ./ -name '*rej'
./fs/cramfs/inode.c.rej
不好,有文件不能patch,看看是针对cramfs文件系统的patch,我也不清楚为什么bluez的patch会修改到cramfs,不过我想问 题应该不大。内核源代码关于bluetooth的部分三星应该没有改过,因此patch的主要部分应该是没有问题的。如果内核编译后发生问题,我想大概也 只有把内核代码翻出来看了。
先就这样了,用用试试看好了。与普通pc上的类似,只不过有些是m的现在统统为y了。我的配置关于Bluez的部分设置为:
#
# Bluetooth support
#
CONFIG_BLUEZ=y
CONFIG_BLUEZ_L2CAP=y
# CONFIG_BLUEZ_SCO is not set
CONFIG_BLUEZ_RFCOMM=y
CONFIG_BLUEZ_RFCOMM_TTY=y
CONFIG_BLUEZ_BNEP=y
CONFIG_BLUEZ_BNEP_MC_FILTER=y
CONFIG_BLUEZ_BNEP_PROTO_FILTER=y
# CONFIG_BLUEZ_HIDP is not set
#
# Bluetooth device drivers
#
CONFIG_BLUEZ_HCIUSB=y
# CONFIG_BLUEZ_HCIUSB_SCO is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIUART is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIBFUSB is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIDTL1 is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIBT3C is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIBLUECARD is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIBTUART is not set
# CONFIG_BLUEZ_HCIVHCI is not set

device部分就设了个USB的,其他的就不设置了。
下面继续make dep;make zImage的常规过程,OK,没有发生编译问题,可以稍微舒口气了。

下面要移植Bluez的基础库了,在Redhat 9下执行
# ldd /usr/lib/libbluetooth.so.1.0.17
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x4002c000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x80000000)
发现没有依赖什么莫名其妙的库,应该换个编译器就可以了,configure一下就可以了。我的配置命令很简单:
# ./configure --host=armv4l --prefix=/2410/applications/bluezport/libs CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc CPP=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-cpp AR=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ar STRIP=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-strip RANLIB=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ranlib
LD=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ld
# make
# make install
OK了,到了/2410/applications/bluezport/libs下看看,我也不清楚为什么,居然只有.a和.la的静态库,没有动态库。只好自己动手,到bluz-libs-2.17/src/下,自己编译动态库:
# /opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc -shared -o libbluetooth.so.1.0.17 bluetooth.o hci.o sdp.o
再做两个符号连接
# ln -s libbluetooth.so.1.0.17 libbluetooth.so
# ln -s libbluetooth.so.1.0.17 libbluetooth.so.1
好了,库交*编译完毕,mv到/2410/application/bluezport/libs/lib文件夹下就可以了。

接着移植Bluez的工具集。与库类似,先看一下各个程序需要用到什么库,比如:
#ldd /usr/sbin/hcid
libbluetooth.so.1 => /usr/lib/libbluetooth.so.1 (0x40035000)
libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40042000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
挨个试试需要用的工具,发现需要的库三星和Bluez都提供了,应该换个编译器编译一下就可以了。编译之前我为了到板子上与我自己的手机连接方便修改了 bluez-utils-2.17/hcid/security.c文件,在init_security_data函数中的设置默认的密码,非常简单地改了两行:
strcpy(hcid.pin_code, "123");
hcid.pin_len = 3;
然后configure我想就行了,我的configure设置为:
# ./configure --prefix=/S3C2410/applications/bluezport/utils --includedir=/S3C2410/applications/bluezport/libs/include --libdir=/S3C2410/applications/bluezport/libs/lib --with-bluez=/S3C2410/applications/bluezport/libs --disable-test --disable-cups --disable-pcmia --host=armv4l CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc CPP=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-cpp AR=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ar STRIP=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-strip RANLIB=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ranlib LD=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ld
# make
我在这步make的时候出现了一点小错误,好像是说PATH_MAX没有定义,这个是LINUX设置的存放路径名缓冲区的最大长度。应该是少包含了一个头文件造成的。我没有去仔细考究,就在当前文件下的config.h中添加了三行:
#ifndef PATH_MAX
#define PATH_MAX 4095/* PAGE_SIZE - 1 */
#endif
采用简单粗鲁的添加定义的方式。再make,通过。
# make install
好了,工具集都在/S3C2410/applications/bluezport/util下了
最 后,由于在PC的LINUX下的默认pin_helper /usr/bin/bluepin是用python写的代码,在2410上当然不能用了,所以要自己写一个pin_helper的程序。翻翻 /usr/bin/bluepin的代码以及hcid/security.c的代码,事实上hcid进程在验证PIN code的时候开了一个pipe指向pin_helper进程的标准输出,pin_helper进程向用户询问PIN code,如果用户输入密码XXXX就以"PIN:XXXX"的形式写到标准输出中去,如果用户reject就写个"ERR"回去。
我以一种最简单的方式实现pin_helper程序,即固定地写一个code回去,比如123,牺牲安全性。
用脚本实现就是:
#!/bin/sh

echo "PIN:123"
用C实现一个就是:
#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
printf("PIN:123");
}
交*编译成my_pin_helper再放到板子的/usr/bin下,那么就可以把板子的hcid.conf修改成:
pin_helper /usr/pin/my_pin_helper
后来,我在板子上也用MiniGUI写了一个pin_helper,也挺简单的。
好了,一切准备完毕,做好ramdisk,记得在/dev下mknod几个rfcomm,放到板子上,可以运行!
插上USB适配器,连模块都不用probe
# hciconfig hci0 up
# hcid -f /etc/bluetooth/hcid.conf
# hciconfig -a
看到设备了,其他的运行都OK。结合ppp就可以用手机上网了~~

代码编程
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