🥇Raspberry Pi mit TP-Link TL-WN727N verbinden

Hallo, Habr!

Ich hatte die Idee, meinen Raspberry Pi kabellos mit dem Internet zu verbinden.

Gesagt, getan. Dafür habe ich im nächstgelegenen Geschäft einen USB-Wi-Fi-Adapter der bekannten Marke TP-Link gekauft. Ich möchte gleich sagen, dass dies kein Nano-USB-Modul ist, sondern ein durchaus handlicher Gerät, ungefähr in der Größe eines normalen USB-Sticks (oder, wenn es Ihnen lieber ist, etwa so groß wie der Zeigefinger eines erwachsenen Mannes). Vor dem Kauf habe ich ein wenig die Liste der unterstützten Adapter für den Raspberry Pi studiert, und TP-Link stand in dieser Liste (wie sich später herausstellte, habe ich jedoch einige Details übersehen, denn, wie bekannt ist, liegt der Teufel im Detail). Nun, die frostige Erzählung meiner Missgeschicke beginnt. Ihnen wird eine Detektivgeschichte in drei Teilen präsentiert. Interessierte bitte unter den Cut.

Ein Artikel Wi-Fi-Adapter WN727N mit Ubuntu/Mint verbinden hatte mir teilweise geholfen, aber alles der Reihe nach.

Aufgabenstellung

Gegeben:

Einplatinencomputer Raspberry Pi 2 B v1.1 — 1 Stück
USB-Wi-Fi-Adapter WN727N — 1 Stück
ein Paar nicht ganz schiefer Hände — 2 Stück
als Betriebssystem ist das neueste Raspbian (auf Basis von Debian 10 Buster) installiert
Kernel Version 4.19.73-v7+

Ziel: Eine Verbindung zum Internet herstellen (WLAN von dem heimischen Router)

Nach dem Auspacken des Adapters lese ich die Anleitung im Inneren:

Systemkompatibilität: Windows 10/8/7/XP (sogar XP) und MacOS 10.9-10.13

Tja, über Linux steht wie üblich kein Wort. Es war 2019, und die Treiber mussten immer noch manuell zusammengestellt werden...

Wir hatten zwei Compiler, 75.000 Bibliotheken, fünf binäre Blobs, ein halbes Array nackter Frauen mit Logo und ein ganzes Meer von Headern in allen Sprachen und Markup dabei. Nicht dass das der notwendige Satz für die Arbeit war. Aber wenn man einmal anfängt, ein System für sich selbst zusammenzustellen, wird es schwer zu stoppen. Das Einzige, was mich besorgt hat, waren die Treiber für Wi-Fi. Nichts ist hilfloser, unverantwortlicher und fehleranfälliger als das Zusammenstellen von Treibern aus dem Quellcode. Aber ich wusste, dass wir früher oder später auch diese Plage überstehen würden.

Wie bekannt, ist das Herumspielen mit USB-Wi-Fi unter Linux schmerzhaft und etwas unangenehm (wie russisches Sushi).

In der Verpackung liegt außerdem eine CD mit Treibern. Ohne große Hoffnung schaue ich, was darauf ist - natürlich, sie haben sich nicht darum gekümmert. Eine Suche im Internet führte mich zur Website des Herstellers, aber dort gibt es den Linux-Treiber nur für die Geräterevision v4, und ich hatte in den Händen v5.21. Außerdem ist es für sehr alte Kernelversionen 2.6-3.16 geeignet. Entmutigt durch den Misserfolg gleich zu Beginn dachte ich, ich hätte besser den TL-WN727N nehmen sollen (er ist etwas teurer und kann 300 Mbps im Vergleich zu 150 Mbps meines, aber das hat sich als irrelevant für den Raspberry herausgestellt, dazu mehr später). Das Wichtigste ist, dass die Treiber dafür bereits vorhanden sind und einfach über ein Paket installiert werden können. firmware-ralink. Die Revision des Geräts kann normalerweise auf dem Gehäuse auf einem Aufkleber neben der Seriennummer gefunden werden.

Weitere Recherchen und Besuche in verschiedenen Foren haben nicht viel Gutes gebracht. Offensichtlich hat vor mir niemand versucht, genau diesen Adapter unter Linux zu betreiben. Tja, ich hab's schwer wie ein Ertrunkener.

Aber nein, ich lüge, die Besuche in Foren (hauptsächlich englischsprachigen) haben auch einige Früchte getragen. In einigen Beiträgen wurde ein Herr lwfinger erwähnt, der dafür bekannt ist, eine Anzahl von Treibern für WLAN-Adapter geschrieben zu haben. Sein Git-Repository ist am Ende des Artikels in den Links zu finden. Und die zweite Lektion, die ich gelernt habe, ist, dass ich mein Gerät identifizieren muss, um herauszufinden, welcher Treiber dafür geeignet sein könnte.

Teil 1. Identifikation des Borna

Beim Anschließen des Geräts an den Port leuchtet natürlich keine LED auf. Es ist überhaupt nicht klar, ob es funktioniert oder nicht.

Um herauszufinden, ob das System unser Gerät erkennt, schaue ich zuerst in dmesg:

[  965.606998] usb 1-1.3: neues Hochgeschwindigkeits-USB-Gerät Nummer 9 mit dwc_otg
[  965.738195] usb 1-1.3: Neues USB-Gerät gefunden, idVendor=2357, idProduct=0111, bcdDevice= 0.00
[  965.738219] usb 1-1.3: Neue USB-Gerätetexte: Mfr=1, Produkt=2, Seriennummer=3
[  965.738231] usb 1-1.3: Produkt: 802.11n NIC
[  965.738243] usb 1-1.3: Hersteller: Realtek
[  965.738255] usb 1-1.3: Seriennummer: 00E04C0001

Es stellte sich heraus, dass es erkannt wird, und es ist auch klar, dass der Chip Realtek ist, zusammen mit VID/PID des Geräts an der USB-Leitung.

Fahren wir fort und sehen uns an, lsusb, und hier erwartet uns ein weiteres Missgeschick.

Bus 001 Gerät 008: ID 2357:0111 
Bus 001 Gerät 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Gerät 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. SMC9514 Hub
Bus 001 Gerät 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 Root-Hub

Das System weiß nicht, um welches Gerät es sich handelt, und zeigt schüchtern einen leeren Platz statt eines Namens an (obwohl vendor=2357 sicher TP-Link ist).

An diesem Punkt hat der neugierige Leser wahrscheinlich bereits etwas Interessantes bemerkt, aber wir werden das auf später verschieben.

Die Untersuchung des Problems mit leeren Namen führte mich zu einer Seite mit IDs, auf der Informationen zu bekannten VID/PID eingetragen werden. Unser 2357:0111 war dort nicht zu finden. Wie sich später herausstellte, verwendet das Utility lsusb eine Datei /usr/share/misc/usb.ids, die dieselbe Liste von IDs von dieser Seite enthält. Zur besseren Darstellung habe ich einfach die Zeilen für den Hersteller TP-Link in mein System eingefügt.

2357  TP-Link
        0111  TL-WN727N v5.21

Nun haben wir die Darstellung in der Geräteliste korrigiert, aber das hat uns hinsichtlich der Treiberwahl nicht wirklich weitergebracht. Um den richtigen Treiber auszuwählen, muss man wissen, auf welchem Chip Ihr Adapter basiert. Weitere erfolglose Versuche, dies im Internet herauszufinden, führten zu nichts Gutem. Bewaffnet mit einem feinen Schlitzschraubendreher hebe ich vorsichtig die Abdeckung des Adapters an und vor mir entfaltet sich in all seiner ursprünglichen Nacktheit das fehlerhafte Kind von Onkel Liao. Unter der Lupe lässt sich der Name des Chips erkennen — RTL8188EUS. Das ist schon mal ein Fortschritt. In einigen Foren habe ich Beiträge gesehen, dass der Treiber dieses Herrn lwfinger gut für diesen Chip geeignet ist (auch wenn nur für den RTL8188EU geschrieben steht).

Teil 2. Die Überlegenheit von Born

Ich lade die Quellcodes des Treibers aus Git herunter.

Es ist an der Zeit, Windows neu zu installieren und sich mit dem zu beschäftigen, was normalerweise mit Linux-Nutzern in Verbindung gebracht wird – dem Kompilieren von etwas aus Quellcode. Das Kompilieren von Treibern ist, wie sich herausstellt, wenig anders als das Kompilieren von Programmen:

make
sudo make install

aber für die Kompilierung von Kernelmodulen benötigen wir die Header-Dateien des Kernels für unsere spezifische Version.

Im Standard-Repository gibt es ein Paket raspberrypi-kernel-headers, aber es enthält die Version der Dateien für den Kernel 4.19.66-v7l+, und das passt uns nicht. Aber um die Header der benötigten Version zu erhalten, gibt es, wie sich herausstellt, ein praktisches Tool rpi-source (Link am Ende auf GitHub), mit dem man die benötigten Header herunterladen kann. Wir klonen das Repository, machen das Skript ausführbar und starten es. Der erste Start schlägt mit einem Fehler fehl – die Utility fehlt. bcGlücklicherweise ist sie im Repository und wir installieren sie einfach.

sudo apt-get install bc

Nach dieser Installation benötigt der erneute Start und das Herunterladen der Header (und dann die Einrichtung von etwas, daran erinnere ich mich jetzt nicht) einige Zeit, und man kann sich zurücklehnen; Windows hat sich in allen seinen Facetten verbessert.

Nachdem alle Header heruntergeladen wurden, überprüfen wir, ob das Verzeichnis erschienen ist. /lib/modules/4.19.73-v7+ und darin zeigt der Symlink auf den Ort, an dem die heruntergeladenen Dateien liegen (bei mir ist das /home/pi/linux):

pi@raspberrypi:/home/pi/rtl8188eu# ls -l /lib/modules/4.19.73-v7+
lrwxrwxrwx  1 root root     14 Sep 24 22:44 build -> /home/pi/linux

Die Vorbereitungsphase ist abgeschlossen, nun kann mit dem Kompilieren begonnen werden. Das Kompilieren der Module dauert wieder etwas Zeit, der Raspberry Pi ist kein schnelles Tier (er hat einen 32-Bit 900MHz Cortex ARM v7 Prozessor).
So, alles wurde kompiliert. Wir installieren den Treiber in Schritt 2 (make install), dabei werden auch weitere Firmware-Dateien kopiert, die für den Betrieb des Treibers erforderlich sind:

install:
        install -p -m 644 8188eu.ko  $(MODDESTDIR)
        @if [ -a /lib/modules/$(KVER)/kernel/drivers/staging/rtl8188eu/r8188eu.ko ] ; then modprobe -r r8188eu; fi;
        @echo "blacklist r8188eu" > /etc/modprobe.d/50-8188eu.conf
        cp rtl8188eufw.bin /lib/firmware/.
        /sbin/depmod -a ${KVER}
        mkdir -p /lib/firmware/rtlwifi
        cp rtl8188eufw.bin /lib/firmware/rtlwifi/.

Teil 3. Ultimatum von Bourne

Ich stecke den USB-Dongle in den Port und… es passiert nichts. War das alles umsonst?

Ich beginne, die Dateien im Projekt zu durchsuchen und finde in einer von ihnen die Ursache des Problems: Der Treiber gibt eine vollständige Liste der VID/PID-Identifikatoren an, die er bedienen kann. Damit unser Gerät mit diesem Treiber funktioniert, habe ich einfach meine ID in die Datei hinzugefügt rtl8188eu/os_dep/usb_intf.c

static struct usb_device_id rtw_usb_id_tbl[] = {
        /*=== Realtek Demoboard ===*/
        {USB_DEVICE(USB_VENDER_ID_REALTEK, 0x8179)}, /* 8188EUS */
        {USB_DEVICE(USB_VENDER_ID_REALTEK, 0x0179)}, /* 8188ETV */
        /*=== Kunden-ID ===*/
        /****** 8188EUS ********/
        {USB_DEVICE(0x07B8, 0x8179)}, /* Abocom - Abocom */
        {USB_DEVICE(0x0DF6, 0x0076)}, /* Sitecom N150 v2 */
        {USB_DEVICE(0x2001, 0x330F)}, /* DLink DWA-125 REV D1 */
        {USB_DEVICE(0x2001, 0x3310)}, /* Dlink DWA-123 REV D1 */
        {USB_DEVICE(0x2001, 0x3311)}, /* DLink GO-USB-N150 REV B1 */
        {USB_DEVICE(0x2001, 0x331B)}, /* D-Link DWA-121 rev B1 */
        {USB_DEVICE(0x056E, 0x4008)}, /* Elecom WDC-150SU2M */
        {USB_DEVICE(0x2357, 0x010c)}, /* TP-Link TL-WN722N v2 */
        {USB_DEVICE(0x2357, 0x0111)}, /* TP-Link TL-WN727N v5.21 */
        {}      /* Abschluss Eintrag */
};

Ich habe den Treiber neu kompiliert und im System erneut installiert.

Und dieses Mal hat alles geklappt. Die Lampe am Adapter ist angegangen und im Netzwerkinterface steht ein neues Gerät.

Die Anzeige der drahtlosen Schnittstellen zeigt Folgendes an:

pi@raspberrypi:/home/pi/rtl8188eu# iwconfig
eth0      keine drahtlosen Erweiterungen.

lo        keine drahtlosen Erweiterungen.

wlan0     nicht zugeordnet  ESSID:""  Nickname:""
          Modus:Automatisch  Frequenz=2,412 GHz  Zugangspunkt: Nicht zugeordnet   
          Empfindlichkeit:0/0  
          Wiederholung:aus   RTS-Schwelle:aus   Fragment-Schwelle:aus
          Verschlüsselungsschlüssel:aus
          Energiemanagement:aus
          Link-Qualität=0/100  Signalstärke=0 dBm  Geräuschpegel=0 dBm
          Rx ungültige nwid:0  Rx ungültige crypt:0  Rx ungültige frag:0
          Tx übermäßige Wiederholungen:0  Ungültig vermischt:0   Verpasste Beacon:0

Bonus für diejenigen, die bis zum Ende gelesen haben

Erinnern Sie sich, wie ich gesagt habe, dass die angegebene maximale Geschwindigkeit Ihres Adapters nicht wichtig ist?
Nun, bei der Raspberry Pi (bis zur Version 4) sitzen alle Geräte (einschließlich des Ethernet-Adapters) an einem einzigen USB-Bus. Ziemlich beeindruckend, oder? Deshalb wird die Bandbreite des USB-Bus zwischen allen Geräten aufgeteilt. Bei der Geschwindigkeitsermittlung sowohl über Ethernet als auch über USB-Wi-Fi (verbunden mit einem Router) und in der Luft sowie über Kabel betrug die Geschwindigkeit etwa 20 Mbit/s.

P.S. Dieser Leitfaden zur Kompilierung des Treibers für diesen spezifischen Adapter gilt nicht nur für RPI. Ich habe es später auch auf meinem Desktop mit Linux Mint wiederholt — dort hat es ebenfalls funktioniert. Sie müssen lediglich die erforderlichen Header-Dateien für Ihre verwendete Kernel-Version herunterladen.

UPD. Fachkundige Personen haben mir gesagt: Um nicht von der Kernel-Version abhängig zu sein, sollten Sie Treiber mit DKMS erstellen und installieren. Diese Option finden Sie auch im Readme des Treibers.

pi@raspberrypi:/home/pi# sudo dkms add ./rtl8188eu
pi@raspberrypi:/home/pi# sudo dkms build 8188eu/1.0
pi@raspberrypi:/home/pi# sudo dkms install 8188eu/1.0

UPD2. Der vorgeschlagene Patch Device-ID wurde in den Mainstream-Zweig des lwfinger/rtl8188eu-Repositorys aufgenommen.

Links
— RPi USB-Wi-Fi-Adapter
— GitHub lwfinger/rtl8188eu
— usb.ids
— rpi-source

Quelle: habr.com