在S3C2410上移植bluetooth(蓝牙)(一)

在S3C2410上移植bluetooth(蓝牙)(一)
http://www.52solution.com/article/articleinfo/id/80007475
在S3C2410上移植bluetooth(蓝牙)（二）
http://www.52solution.com/article/articleinfo/id/80007476

最近两天在HHARM2410-R3上移植了USB蓝牙设备和BlueZ 蓝牙协议栈，呵呵，蓝牙果然是个很好的东西，协议栈内容很丰富，挂上去以后可以使用很多功能。我现在就可以用它来接收GPS数据以及和用手机上网。我是在 做车载的，所以特别有用。积累了一些关于蓝牙的知识，但是算是初步的，把我的经验发上来，各位做过蓝牙的大哥请多指导。

    先介绍一下硬件，我用的是电脑卖场里面随便买到的USB蓝牙适配器，价格在80元左右，应该是台产的，没有牌子，像一个小一点的U盘。买之前叫卖家在windows下测试一下，带一个带蓝牙的手机过去试试看，确认能用再买。

    linux上的蓝牙协议栈有好几个，官方的蓝牙协议栈是Bluez，在www.bluez.org上能找到所有的说明文档和源代码。我先是在自己的pc上安装了bluez的协议栈，然后又把它移植到了华恒HHARM2410-R3上。

(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。
HHARM2410-R3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 sco:0 events:15 errors:0
       TX bytes:313 acl:0 sco:0 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。

－－同济大学高性能计算中心 Dennis
欢迎各位发邮件给我和我讨论 dennis.he.2005@gmail.com