LV02-01-天猫精灵IOT-03-零配-02-零配代码分析

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本文主要是天猫精灵IOT零配——零配代码分析的相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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参考资料 AliOS Things 3.0 应用开发指南 这个只是一篇参考文章，里面是一些环境搭建相关的，可以参考
IP知识百科 - 华为 (huawei.com) IP的一些相关知识点
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蓝牙规范相关文档 Core Specification 5.2 核心规格 5.2，该规范定义了创建可互操作的Bluetooth 设备所需的技术。
《Core_v5.2.pdf》
Mesh Model(v1.1) 本Bluetooth 规范定义了模型（以及它们所需的状态和消息），这些模型用于在mesh 网络中的节点上执行基本功能，超出了Bluetooth Mesh 配置文件 规范中定义的基础模型。
本规范包括定义跨设备类型标准功能的通用模型，以及支持关键mesh 场景的模型，如照明控制、传感器、时间和场景。
《MshMDL_v1.1.pdf》
Mesh Profile(v1.0.1) 该Bluetooth 规范定义了基本要求，以实现可互操作的mesh 网络解决方案，用于Bluetooth 低能量无线技术。
《MshPRFv1.0.1.pdf》
Mesh Device Properties 本规范包含Bluetooth Mesh 配置文件 和Bluetooth Mesh 模型规范所要求的设备属性的定义。
但是跟之前的有些区别，我主要看的之前的版本：《MMeshDeviceProperties_v1.2.pdf》
GATT Specification Supplement GATT Specification Supplement | Bluetooth® Technology Website。
好像可以在线看：《GATT Specification Supplement》
Assigned Numbers GATT的一些类型定义可以在这里找。
AliOS Things alios-things/AliOS-Things Gitee上的AliOSThings SDK源码仓库
alibaba/AliOS-Things GitHub上的AliOSThings SDK源码仓库
天猫精灵蓝牙Mesh协议栈 alibaba-archive/genie-bt-mesh-stack GitHub上的天猫精灵蓝牙Mesh协议栈源码仓库。
之前是在alibaba/genie-bt-mesh-stack这个仓库。
写笔记的时候最新提交为faf523618a6a2560090fc423222b9db80984bb7a
蓝牙Mesh设备开发指南 阿里云生活服务平台开发手册——蓝牙设备开发一节中的内容

这一节课我们可以看这里的代码：linkkit_mk3080 · sumumm/AliOS-Things-Prj - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

一、主要流程

  • 第一步：发送probe request帧。

怎么让天猫精灵发现我们的物联网设备？这就需要设备在配网模式下自己去不断发probe request帧。当天猫精灵接收到这个probe request帧的时候，天猫精灵会从probe request帧中获取设备的相关信息（设备号、密钥等），并通过云端进行一个校验，由于设备的信息都在云端注册好了，所以天猫精灵才会知道我们这是一台什么样的设备，当在云端有相关信息，天猫精灵就会提示找到什么什么智能设备，这个时候，否则天猫精灵是不会有提醒的。

  • 第二步：收到天猫精灵的回复。

当我们说出连接的时候，天猫精灵就会将WiFi的SSID和密码通过Probe response帧发送给物联网设备，在配网模式下，物联网设备会监听所有信道的数据包，当收到天猫精灵回复的数据包的时候，就会从中解析出WiFi的SSID和密码。

  • 第三步：连接路由器。

通过解析出来的SSID和密码进行路由器的连接。

二、代码分析

代码阅读的话，其实还是使用Source Insight比较方便一些，这一部分代码的走读，就使用这个软件进行。我在windows下面解压了一份AliOSThings源码，并创建Source Insight工程。其实vscode也能看，但是函数关系查找这一方面，确实不如Source Insight。

1. SDK中涉及的代码

AliOSThings中相关的代码在这里：AOS_SDK_PATH/components/linkkit/wifi_provision

image-20231217105454536

主要是这一些代码：

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hk@vm:~/AliOS-Things-SDK/components/linkkit/wifi_provision$ tree -L 2
.
├── # ......
├── frameworks
├── # ......
└── zero_config            # 零配入网
    ├── awss_enrollee.c    # 零配入网处理
    ├── awss_enrollee.h
    └── awss_registrar.c

frameworks下面的相关文件如下：

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hk@vm:~/AliOS-Things-SDK/components/linkkit/wifi_provision/frameworks$ tree -L 2.
├── aplist
│   ├── awss_aplist.c
│   └── awss_aplist.h
├── aws_lib.h
├── awss.c
├── awss_discover.c
├── awss_discover.h
├── awss_main.c              # 零配入口
├── awss_main.h
├── awss_smartconfig.h
├── connect_ap.c             # 零配结束连接路由器
├── connect_ap.h
├── ieee80211
│   ├── zconfig_ieee80211.c  # 零配WiFi报文解析
│   └── zconfig_ieee80211.h
├── statics
│   ├── awss_statis.c
│   └── awss_statis.h
├── utils                    # 零配使用的一些工具函数
│   ├── awss_crypt.c
│   ├── awss_crypt.h
│   ├── zconfig_utils.c
│   └── zconfig_utils.h
├── zconfig_lib.h
├── zconfig_protocol.c       # 零配主流程，初始化
├── zconfig_protocol.h
└── zconfig_vendor_common.c

4 directories, 23 files

2. awss.c：awss_start()函数

这个函数是配网的入口函数，它的调用也挺麻烦：

0

3. 零配初始化

零配的初始化基本都是这里面完成的，具体的可以去阅读代码，这里就梳理一下函数调用关系：

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4. 解析配网报文

4.1 解析配网报文函数调用过程

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4.2 ieee80211_data_extract()

上图为函数调用关系，我们来看一下这个函数：

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// AOS_SDK_PATH/components/linkkit/wifi_provision/frameworks/ieee80211/zconfig_ieee80211.c
/**
 * ieee80211_data_extratct - extract 80211 frame info
 *
 * @in: [IN] 80211 frame
 * @len: [IN] 80211 frame len
 * @link_type: [IN] link type @see enum AWS_LINK_TYPE
 * @res: [OUT] 80211 frame parser result, see struct parser_res.
 *
 * @warning: encry_type may collision with aes & tpip in some cases,
 *         then encry_type will be set to INVALID.
 * @Return:
 *     @see enum ALINK_TYPE
 *
 * @Note: howto deal with radio RSSI signal
 */
int ieee80211_data_extract(uint8_t *in, int len, int link_type, struct parser_res *res, signed char rssi)
{
    struct ieee80211_hdr *hdr;
    int alink_type = ALINK_INVALID;
    int pkt_type = PKG_INVALID;
    int i, fc;
	// 去掉头部
    hdr = (struct ieee80211_hdr *)zconfig_remove_link_header(&in, &len, link_type);
    if (len <= 0)
        goto drop;
    fc = hdr->frame_control;
	// 遍历
    for (i = 0; i < sizeof(awss_protocol_couple_array) / sizeof(awss_protocol_couple_array[0]); i ++) {
        awss_protocol_process_func_type protocol_func = awss_protocol_couple_array[i].awss_protocol_process_func;
        if (protocol_func == NULL)
            continue;
        alink_type = protocol_func((uint8_t *)hdr, len, link_type, res, rssi);
        if (alink_type != ALINK_INVALID)
            break;
    }

    if (alink_type == ALINK_INVALID)
        goto drop;

    if (alink_type != ALINK_HT_CTRL) {
        /* convert IEEE 802.11 header + possible LLC headers into Ethernet header
         * IEEE 802.11 address fields:
         * ToDS FromDS Addr1 Addr2 Addr3 Addr4
         *   0     0   DA    SA    BSSID n/a
         *   0     1   DA    BSSID SA    n/a
         *   1     0   BSSID SA    DA    n/a
         *   1     1   RA    TA    DA    SA
         */
        res->src = ieee80211_get_SA(hdr);
        res->dst = ieee80211_get_DA(hdr);
        res->bssid = ieee80211_get_BSSID(hdr);
        res->tods = ieee80211_has_tods(fc);
    }

    do {
        awss_protocol_finish_func_type finish_func = awss_protocol_couple_array[i].awss_protocol_finish_func;
        if (finish_func)
            pkt_type = finish_func(res);
    } while(0);

drop:
    return pkt_type;
}

#if defined(__cplusplus)  /* If this is a C++ compiler, use C linkage */
}

可以看到该函数中主要是遍历了一个数组，并且执行了两个函数指针指向的函数。awss_protocol_couple_array数组内容如下，这里会支持零配、smart config广播配网和smartconfig多播配网的数据包解析，后面会学习到的，这里简单了解一下：

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// components/linkkit/wifi_provision/frameworks/ieee80211/zconfig_ieee80211.c

struct awss_protocol_couple_type awss_protocol_couple_array[] = {
#ifdef AWSS_SUPPORT_HT40
    {ALINK_HT_CTRL,      awss_ieee80211_ht_ctrl_process,     awss_recv_callback_ht_ctrl},
#endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_APLIST
    {ALINK_APLIST,       awss_ieee80211_aplist_process,      NULL},
#endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_AHA
    {ALINK_DEFAULT_SSID, awss_ieee80211_aha_process,         awss_recv_callback_aha_ssid},
#endif
#ifndef AWSS_DISABLE_ENROLLEE
    {ALINK_ZERO_CONFIG,  awss_ieee80211_zconfig_process,     awss_recv_callback_zconfig},
#endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_SMARTCONFIG_WPS
    {ALINK_WPS,          awss_ieee80211_wps_process,         awss_recv_callback_wps},
#endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_SMARTCONFIG
    {ALINK_BROADCAST,    awss_ieee80211_smartconfig_process, awss_recv_callback_smartconfig},
#endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_SMARTCONFIG_MCAST
    {ALINK_BROADCAST,    awss_ieee80211_mcast_smartconfig_process, awss_recv_callback_mcast_smartconfig},
 #endif
#ifdef AWSS_SUPPORT_DISCOVER
    {ALINK_BROADCAST,       aws_discover_callback,      NULL},
#endif
};

6. 连接路由器

上面解析报文之后，会停止扫描信道，之后就该连接路由器了。

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