交叉编译 WPA_Supplicant

2023-05-16

本文记录这个wifi配置工具的编译过程，步骤不少，涉及的开源代码包也比较多，以后很容易忘。

WPA_Supplicant简介

首先，稍稍介绍下wpa_supplicant，这是一个控制无线网络连接的工具，类似于iw/iwconfig，但现有的iwconfig已经比较旧了，很多功能都支持不了，这也是我非得费时费力搞这些的原因。
它由wpa_supplicant 和wpa_cli两部分组成，前者是一个daemon角色，后者则是控制工具的角色，wpa_cli实际与daemon通信，故无法独立运行。使用时， wpa_supplicant可带参数或配置脚本就能够完成所需的工作，不一定需要wpa_cli配合；但wpa_cli提供了很多子命令，便于调试，灵活配置，也能以此完成所有事情。

编译wpa_supplicant

编译环境： Ubuntu-21.04
交叉工具链接：arm-linux-gnueabi-7.3.1

（1）准备源码

wpa_supplicant官网：http://w1.fi/wpa_supplicant/
GIT源：git://w1.fi/hostap.git
当前最新版本是wpa_supplicant-2.10.tar.gz

直接下载版本包并解压，或直接 git clone git://w1.fi/hostap.git 到本地/home(或子)目录下，

golden@ubuntu:~/workspace$ git clone git://w1.fi/hostap.git       
.......
golden@ubuntu:~/workspace$ cd hostap/wpa_supplicant/
golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$

（2）配置“.config”文件。

该文件包含了编译配置变量。源码目录中，默认不存在.config，但提供了一些示例文件，如下。

$ ls *config 
android.config  defconfig

$ cp defconfig ok6410_defconfig

我本地不是android，故选文件defconfig作为参考，将其复制成自己的配置文件，方便后续修改。

为了避免后续报如下错误，需要修改编译ok6410_defconfig，将关联库的信息，添加入编译选项

/home/golden/workspace/tools/7.3.1/arm-linux-gnueabi/bin/ld: cannot find -lnl-3
/home/golden/workspace/tools/7.3.1/arm-linux-gnueabi/bin/ld: cannot find -lnl-genl-3
/home/golden/workspace/tools/7.3.1/arm-linux-gnueabi/bin/ld: cannot find -lnl-route-3
/home/golden/workspace/tools/7.3.1/arm-linux-gnueabi/bin/ld: cannot find -lssl
/home/golden/workspace/tools/7.3.1/arm-linux-gnueabi/bin/ld: cannot find -lcrypto
/usr/local/lib/pkgconfig/../../lib/libdbus-1.so: file not recognized: File format not recognized
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Makefile:1899: wpa_supplicant] Error 1

wpa_supplicant依赖工具包，按日志显示的前后顺序分别是 libnl 、openssl、dbus。我们必须事先在交叉工具链中准备好相关的依赖库和头文件，否则在上面的问题提示之前，就会提示缺少头文件，这一点，我是用ubuntu系统安装的头文件应付错误后，才后知后觉想到的。
为了叙述的连贯性，依赖包的安装，将在后续小中节说明，建议优先按后面小节准备好依赖包。
待准备好依赖库和头文件后，设置配置文件中的CFLAGS 和LIBS，让编译器知道其所在的路径。

ok6410_defconfig （原始的相关代码)

.....
# Uncomment following two lines and fix the paths if you have installed OpenSSL
# or GnuTLS in non-default location
#CFLAGS += -I/usr/local/openssl/include
#LIBS += -L/usr/local/openssl/lib
.....
# driver_nl80211.c requires libnl. If you are compiling it yourself
# you may need to point hostapd to your version of libnl.
#
#CFLAGS += -I$<path to libnl include files>
#LIBS += -L$<path to libnl library files>
....
# Add support for new DBus control interface
# (fi.w1.wpa_supplicant1)
CONFIG_CTRL_IFACE_DBUS_NEW=y

# Add introspection support for new DBus control interface
CONFIG_CTRL_IFACE_DBUS_INTRO=y
.....

将以下加亮部分的代码，加到ok6410_defconfig 开头即可（dbus部分不需要修改）

# //cross for ok6410 by Golden ,these will update by make.sh
CC=gcc
CROSSINC=/usr/include
CROSSLIB=/usr/lib
# // end
#上面三个变量将保存交叉编译工具链gcc名称和路径。工具链不同、路径不同，
# 都将影响设置，故此将这些设置提取成变量。但又没法直接传参，给.config文件中的变量赋值。
# 所以我将这些工作，通过make.sh脚本来处理，封装掉细节差异。

# Uncomment following two lines and fix the paths if you have installed OpenSSL
# or GnuTLS in non-default location
CFLAGS += -I$(CROSSINC)
LIBS += -L$(CROSSLIB)
.....
# driver_nl80211.c requires libnl. If you are compiling it yourself
# you may need to point hostapd to your version of libnl.
#
CFLAGS += -I$(CROSSINC)/libnl3
LIBS += -L$(CROSSLIB)/libnl/cli/cls/ -L$(CROSSLIB)/libnl/cli/qdisc/
.....

（3）编译代码。

我将所有编译细节都包含到脚本make_wpa.sh中，源码如下：

make_wpa.sh:

#!/bin/bash

CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-

GCC_PATH=`which ${CROSS_COMPILE}gcc`
if [ -z $GCC_PATH ];then
    echo "Please initialize cross-compile envirnment"
    exit
fi

CC=${CROSS_COMPILE}gcc
CROSSLIB=${GCC_PATH%bin/*}lib
CROSSINC=${GCC_PATH%bin/*}include

# see cflag cc in defconfig
cp ok6410_defconfig .config

# Update cross-compile options in .config
sed -i "s/CC=gcc/CC=${CC}/g" .config
sed -i "s/CROSSLIB=\/usr\/lib/CROSSLIB=${CROSSLIB//\//\\/}/g" .config
sed -i 's/CROSSINC=\/usr\/include/CROSSINC='"${CROSSINC//\//\\/}"'/g' .config

make

上述代码中，与环境相关，只有CROSS_COMPILE变量，其与实际主机有关。可根据实际工具链的情况进行修改。执行脚本之前，必须将工具链的所在路径加入到全局变量PATH中，例如：
golden@ubuntu:~/ $ PATH=$PATH:$HOME/tools/7.3.1/bin
将make_wpa.sh放在wpa_supplicant/目录下，然后执行编译脚本即可：./make_wpa.sh
如果工具链配置正确，就会自动编译；否则，将提示错误。

golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ gedit make_wpa.sh &
[1] 1188608
golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ chmod +x make_wpa.sh
golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ 
golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ ./make_wpa.sh   
.....

golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ ls -dl ./wpa_cli ./wpa_passphrase ./wpa_supplicant systemd/ 
drwxrwxr-x 2 golden golden     4096  3月 12 14:45 systemd/
-rwxrwxr-x 1 golden golden   329645  3月 12 14:55 ./wpa_cli
-rwxrwxr-x 1 golden golden   245150  3月 12 14:55 ./wpa_passphrase
-rwxrwxr-x 1 golden golden 11353986  3月 12 14:55 ./wpa_supplicant

编译结束，得到 wpa_supplicant 和wpa_cli

golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ file wpa_supplicant 
wpa_supplicant: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux.so.3, for GNU/Linux 2.6.16, with debug_info, not stripped
golden@ubuntu:~/workspace/hostap/wpa_supplicant$ file wpa_cli
wpa_cli: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux.so.3, for GNU/Linux 2.6.16, with debug_info, not stripped

交叉编译wpa_supplicant的依赖库

以下所涉及的开源包，编译命令都是类似的，除了configure参数可能有差异，基本上如下：
        # ./configure --prefix=.... --host=...
        # make
        # make install
其中，--prefix指定 "make install"安装编译结果的路径；
--host将指定用于什么架构，实际指定值也将用于配置CC、CPP编译项
为了减少重复，这里统一把编译过程概括成脚本，除了个别小节有特别说明之外，源码编译则用该脚本：make.sh 。

注意，如之前所述，执行脚本make.sh之前，须事先配置过交叉工具链的全局路径： PATH=$PATH:$HOME/tools/7.3.1/bin
在新打开的终端窗口中，执行过一次即可，确认PATH情况，可通过命令：echo $PATH

make.sh ：

#!/bin/bash

CROSSPREFIX=arm-linux-gnueabi   #不要以“-”结尾

GCC_PATH=`which ${CROSSPREFIX}-gcc`
if [ -z $GCC_PATH ];then
    echo "Please initialize cross-compile envirnment"
    exit
fi
CROSSROOT=${GCC_PATH%bin/*}
CROSSLIB=${CROSSROOT}lib
CROSSINC=${CROSSROOT}include

# --prefix 指定安装目录
# --host：指定目标主机类型,与gcc编译器前缀有关
# CFLAGS LDFLAGS 将arm-linux编译工具链的头文件和库路径加入引用配置
./configure --prefix=${CROSSROOT} --host=$CROSSPREFIX CFLAGS=-I${CROSSINC} LDFLAGS=-L${CROSSLIB}

make
make install

1.交叉编译libnl（Netlink Protocol Library Suite）

源码地址： https://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/svn/basicnet/libnl.html
下载当前最新的libnl-3.5.0.tar.gz，并事先安装PC端的依赖包
# sudo apt-get install flex bison

注意，网络上有不少libnl下载地址，有些不是最新，比如libnl-3.2.25，那么在编译wpa_supplicant-2.10时，会提示缺少头文件以及函数未定义，这些问题在libnl-3.5.0上可避免。

../src/drivers/driver_macsec_linux.c:20:10: fatal error: netlink/route/link/macsec.h: No such file or directory
 #include <netlink/route/link/macsec.h>

下载源码并解压，得到

golden@ubuntu:~/workspace$ tar  xvzf libnl-3.5.0.tar.gz
....
golden@ubuntu:~/workspace$ cd libnl-3.5.0/
golden@ubuntu:~/workspace/libnl-3.5.0$ ls
aclocal.m4     configure.ac  libnl-3.0.pc.in      libnl-genl-3.0.pc.in   libnl-nf-3.0.pc.in     libnl-xfrm-3.0.pc.in  Makefile.in
build-aux      COPYING       libnl-3.sym          libnl-genl-3.sym       libnl-nf-3.sym         libnl-xfrm-3.sym      make.sh
ChangeLog      etc           libnl-cli-3.0.pc     libnl-idiag-3.0.pc     libnl-route-3.0.pc     libtool               man
config.log     include       libnl-cli-3.0.pc.in  libnl-idiag-3.0.pc.in  libnl-route-3.0.pc.in  m4                    python
config.status  lib           libnl-cli-3.sym      libnl-idiag-3.sym      libnl-route-3.sym      Makefile              src
configure      libnl-3.0.pc  libnl-genl-3.0.pc    libnl-nf-3.0.pc        libnl-xfrm-3.0.pc      Makefile.am           tests

将上面所说的默认脚本make.sh放置在源码目录下，执行即可：./make.sh

2.交叉编译openssl

官网地址：https://www.openssl.org/source/
GIT源：https://github.com/openssl/openssl.git

直接下载当前最新的版本：openssl-3.0.1.tar.gz ，并解压。

golden@ubuntu:~/workspace$ tar xvzf ./openssl-3.0.1.tar.gz
...
golden@ubuntu:~/workspace$ cd openssl-3.0.1/
golden@ubuntu:~/workspace/openssl-3.0.1$ ls 
ACKNOWLEDGEMENTS.md  config.com        demos     HACKING.md   make_openssl.sh           NOTES-UNIX.md      README-ENGINES.md    tools
apps                 configdata.pm     doc       include      ms                NOTES-VALGRIND.md  README-FIPS.md       util
appveyor.yml         configdata.pm.in  engines   install      NEWS.md           NOTES-VMS.md       README.md            VERSION.dat
AUTHORS.md           Configurations    e_os.h    INSTALL.md   NOTES-ANDROID.md  NOTES-WINDOWS.md   README-PROVIDERS.md  VMS
build.info           Configure         external  LICENSE.txt  NOTES-DJGPP.md    os-dep             ssl                  wycheproof
CHANGES.md           CONTRIBUTING.md   FAQ.md    Makefile     NOTES-NONSTOP.md  pod2htmd.tmp       SUPPORT.md
config               crypto            fuzz      Makefile.in  NOTES-PERL.md     providers          test

设置专门的编译脚本 make_openssl.sh:

#!/bin/bash

CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-
GCC_PATH=`which ${CROSS_COMPILE}gcc`
if [ -z $GCC_PATH ];then
    echo "Please initialize cross-compile envirnment"
    exit
fi

CROSSROOT=${GCC_PATH%bin/*}

# 指定cpu架构体系。配置项可搜索文件./Configurations/10-main.conf,例如 linux-mips32, -march项可默认不配置
# --prefix= 指定编译后安装路径
# --cross-compile-prefix=指定交叉编译工具链命令的前缀，以连接号结束
# shared作用是生成动态链接库
# no-asm表示不使用汇编代码，没有问题就不加，如果编译有问题再加：
# --openssldir=指定openssl配置文件的安装目录，如果不指定，默认安装到--prefix指定目录下的ssl目录
./Configure --prefix=${CROSSROOT} linux-armv4 -march=armv6 --cross-compile-prefix=${CROSS_COMPILE} no-asm shared  
make
make install

脚本置于源码根目录，并执行： ./make_openssl.sh
自动将结果安装到工具链路径中。

3.交叉编译dbus

当前最新版本是 dbus-1.14.0.tar.xz ，下载地址和详情介绍：https://www.linuxfromscratch.org/blfs/view/svn/general/dbus.html
GIT源：http://git@gitlab.freedesktop.org:dbus/dbus.git

下载并解压源码：

golden@ubuntu:~/workspace$ xz -d  dbus-1.14.0.tar.xz
golden@ubuntu:~/workspace$ tar xvf   dbus-1.14.0.tar
....
golden@ubuntu:~/workspace$ cd dbus-1.14.0/
golden@ubuntu:~/workspace/dbus-1.14.0$ ls
aclocal.m4           cleanup-man-pages.sh  config.status    dbus-1.pc                 Doxyfile.in  Makefile.am   README           README.wince
aminclude_static.am  cmake                 configure        dbus-1.pc.in              install      Makefile.in   README.cmake     stamp-h1
AUTHORS              CMakeLists.txt        configure.ac     dbus-1-uninstalled.pc     INSTALL      make_dbus.sh       README.cygwin    test
autogen.sh           config.h              CONTRIBUTING.md  dbus-1-uninstalled.pc.in  libtool      NEWS          README.launchd   tools
build-aux            config.h.in           COPYING          doc                       m4           NEWS.pre-1-0  README.valgrind
bus                  config.log            dbus             Doxyfile                  Makefile     NEWS.pre-1-2  README.win

保存以下脚本内容到源码目录中的make_dbus.sh, 并执行该脚本：./make_dbus.sh

#!/bin/bash

CROSSPREFIX=arm-linux-gnueabi     # 结尾不要加‘-’

GCC_PATH=`which ${CROSSPREFIX}-gcc`
if [ -z $GCC_PATH ];then
    echo "Please initialize cross-compile envirnment"
    exit
fi

CROSSROOT=${GCC_PATH%bin/*}
CROSSLIB=${CROSSROOT}lib
CROSSINC=${CROSSROOT}include

# --prefix 指定安装目录
# --host：指定目标主机类型,与gcc编译器前缀有关
# CFLAGS LDFLAGS 将arm-linux编译工具链的头文件和库路径加入引用配置
./configure --prefix=${CROSSROOT} --host=$CROSSPREFIX CFLAGS=-I${CROSSINC} LDFLAGS=-L${CROSSLIB} --disable-doxygen-docs --disable-xml-doc --disable-tests

make
make install

编译的过程中，先后提示错误：

#1: config-loader-expat.c:27:10: fatal error: expat.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 expat-2.4.7

#2: dbus-launch.c:45:10: fatal error: X11/Xlib.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 libX11-1.7.3

3.1 交叉编译expat

源码地址：https://sourceforge.net/projects/expat/
GIT源： https://github.com/libexpat/libexpat
目前最新版本/expat/2.4.7/expat-2.4.7.tar.xz

下载并解压： xz -d expat-2.4.7.tar.xz ;tar expat-2.4.7.tar
参考小节“1.交叉编译libnl”，放置并执行脚本：make.sh

3.2 交叉编译libX11

源码地址：https://www.x.org/releases/individual/lib/
目前最新版本：libX11-1.6.10.tar.gz

下载并解压：tar xzvf libX11-1.6.10.tar.gz
如果使用默认编译脚本make.sh，会提示错误
checking whether malloc(0) returns NULL....Configure: error in /....

需要将“enable_malloc0returnsnull=yes” 配置进去，故使用新脚本如下：

./make_libx11.sh

#!/bin/bash

CROSSPREFIX=arm-linux-gnueabi

GCC_PATH=`which ${CROSSPREFIX}-gcc`
if [ -z $GCC_PATH ];then
    echo "Please initialize cross-compile envirnment"
    exit
fi

CROSSROOT=${GCC_PATH%bin/*}
CROSSLIB=${CROSSROOT}lib
CROSSINC=${CROSSROOT}include

# --prefix 指定安装目录
# --host：指定目标主机类型,与gcc编译器前缀有关
# CFLAGS LDFLAGS 将arm-linux编译工具链的头文件和库路径加入引用配置

# BUG fix for libX11: checking whether malloc(0) returns NULL
echo "enable_malloc0returnsnull=yes" > tmp.cache

./configure --prefix=${CROSSROOT} --host=$CROSSPREFIX CFLAGS=-I${CROSSINC} LDFLAGS=-L${CROSSLIB} --cache-file=tmp.cache 
rm  tmp.cache

make
make install

执行脚本./make_libx11.sh，编译过程先后依序出现如下错误提示：

#1 ../../../include/X11/Xlib.h:44:10: fatal error: X11/X.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 xproto-7.0.31.tar.gz
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/proto/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

#2 imTrans.c:59:10: fatal error: X11/Xtrans/Xtrans.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 xtrans-1.4.0.tar.gz
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/lib/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

#3 XKB.c:32:10: fatal error: X11/extensions/XKBproto.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 kbproto-1.0.7.tar.gz
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/proto/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

#4 XKBExtDev.c:35:10: fatal error: X11/extensions/XI.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 inputproto-2.3.2.tar.gz
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/proto/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

#5 ../include/X11/Xlib-xcb.h:7:10: fatal error: xcb/xcb.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 libxcb-1.14.tar.xz
历史版本下载：https://www.x.org/releases/individual/lib/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh，依次提示如下错误：

##(1) No package 'xcb-proto' found ; No package 'xorg-macros' found

----解决方法：ubuntu内安装依赖工具： sudo apt-get install xcb-proto
并且交叉编译并安装xcb-proto-1.14.1.tar.gz
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/proto/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

##(2) Make sure that xcb/proto installed it on your Python path.

----解决方法：ubuntu内安装依赖工具：sudo apt-get install python3-xcbgen
并修改make.sh脚本，将“PYTHON=python3”添加到./configure参数列表中

./configure PYTHON=python3 --prefix=${CROSSROOT} --host=$CROSSPREFIX CFLAGS=-I${CROSSINC} LDFLAGS=-L${CROSSLIB}

##(3) xcb_auth.c:33:10: fatal error: X11/Xauth.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 libXau-1.0.9.tar.gz
历史版本下载：https://www.x.org/releases/individual/lib/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

#6 Font.c:49:10: fatal error: X11/extensions/xf86bigfproto.h: No such file or directory

----解决方法：交叉编译并安装 xorgproto-2020.1.tar.bz2
历史版本下载：https://xorg.freedesktop.org/archive/individual/proto/
解压后，并参考小节"1.交叉编译libnl",执行前面的编译脚本make.sh安装即可

参考文章：交叉编译libX11_ggggyj的专栏-CSDN博客_libx11交叉编译

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