LoRa 固件
目前有一个 需求,为了研究lora 在不同干扰情况下数据包字节错误的情况,我必须将错误的数据包也记录下来,即没有通过CRC校验的数据包。但是现有的lora固件,会直接将没有通过CRC的数据包丢弃,无法查看错误的情况。因此,有了这个记录。
针对的芯片
研究的是lora 2.4的通信,因此针对的芯片是sx1280的,这里就不把集成了该芯片的厂商说出来了。下面主要介绍一些思路。
整体过程为:
- 提取共享库
- 结合网上开源的代码,找到关键位置,思考修改的方案
- 找到最优的修改方案,执行修改,并重新打包测试。
提取共享库
厂商提供的是一个封装起来的LIB库,利用ubuntu 的file工具发现是一个AR格式的打包文件,搜索的解包的方式:(参考AR解压缩)
ar x name.lib
修改之后,可以用下面的方式打包回来:
ar cr dest.lib src1.o src2.o src3.o
其中后面的src1.o src2.o src3.o就是共享库。dest.lib是最终打包的文件名。
之后,我发现其中的sx1280.0的库比较关键,就尝试专注分析该库。
还有另外两个厂商提供的封装库,提供了一些MAC层的操作。这里就叫manufactory.o.
找到关键位置
我初步分析时,首先尝试分析manufactory.o.里面和MAC消息有关的操作。
我分析到两个关键的位置,1,正确接收到lora的消息时的操作
else if ( a2 & 0x40 )
clear_event((unsigned __int8)s_phy_layer_task_id, 4);
stop_timerEx((unsigned __int8)s_phy_layer_task_id, 4);
radio_raw_data = (unsigned __int8 *)msg_allocate(255);
if ( radio_raw_data )
{
*(_DWORD *)radio_raw_data_len = 0;
SX1280Hal::SetDirDisable((SX1280Hal *)&Radio);
clear_event((unsigned __int8)s_phy_layer_task_id, 76);
SX1280::GetPayload((SX1280 *)&Radio, radio_raw_data, radio_raw_data_len, 0xFFu);
SX1280::GetPacketStatus(&Radio, &PacketStatus);
SX1280Hal::SetDirEnable((SX1280Hal *)&Radio);
}
可以发现几个关键的步骤就是利用SX1280的库来获取payload并且存储起来。
另一个方面,我发现了几个处理lora接收错误情况的流程:
else if ( !s_PeriodBaseCount_flag )
{
SetRcMode();
send_cmd(9u); // RX_ERROR_CMD
}
else if ( a2 & 8 ) // SAMPLE_MSG_RX_TIMEOUT_EVNT
{
clear_event((unsigned __int8)s_phy_layer_task_id, 4);
stop_timerEx((unsigned __int8)s_phy_layer_task_id, 4);
if ( s_tx_confirm_flag == 1 )
{
s_tx_confirm_flag = 0;
v24 = msg_allocate(32);
if ( v24 )
{
*(_BYTE *)v24 = 2;
*(_BYTE *)(v24 + 2) = 6; // MAC_EVENT_TX_TIMEOUT_CMD
*(_BYTE *)(v24 + 3) = s_phy_layer_task_id;
*(_BYTE *)(v24 + 4) = Radio_packet_type;
*(_DWORD *)(v24 + 28) = 0;
*(_DWORD *)(v24 + 24) = 0;
msg_send((unsigned __int8)g_sample_task_id, v24);
}
}
else
{
v25 = msg_allocate(32);
if ( v25 )
{
*(_BYTE *)v25 = 2;
*(_BYTE *)(v25 + 2) = 9; // MAC_EVNT_RX_ERROR_CMD
*(_BYTE *)(v25 + 3) = s_phy_layer_task_id;
*(_BYTE *)(v25 + 4) = Radio_packet_type;
*(_DWORD *)(v25 + 28) = 0;
*(_DWORD *)(v25 + 24) = 0;
msg_send((unsigned __int8)g_sample_task_id, v25);
}
}
result = v4 ^ 8;
}
,那么基本的思路,就是在上述所有反馈了lora rx error的地方,仍然将上述SX1280获取和拷贝数据的操作添加在逻辑里面。但是操作起来很复杂,拷贝payload的汇编代码整理一下有这些。而且对于某些条件跳转的地址,还得仔细的修改:
MOVS R1, #4
LDR R0, =s_phy_layer_task_id
LDRB R0, [R0]
BL osal_clear_event
MOVS R1, #4
LDR R0, =s_phy_layer_task_id
LDRB R0, [R0]
BL osal_stop_timerEx
MOVS R0, #0xFF
BL osal_msg_allocate
MOV R9, R0
CMP.W R9, #0
BEQ loc_123C
MOVS R0, #0
STR R0, [SP,#0x28+radio_raw_data_len]
LDR R0, =Radio ; this
BL _ZN9SX1280Hal13SetDirDisableEv ; SX1280Hal::SetDirDisable(void)
MOVS R1, #0x4C ; 'L'
LDR R0, =s_phy_layer_task_id
LDRB R0, [R0]
BL osal_clear_event
MOVS R3, #0xFF ; unsigned __int8
ADD R2, SP, #0x28+radio_raw_data_len ; unsigned __int8 *
MOV R1, R9 ; unsigned __int8 *
LDR R0, =Radio ; this
BL _ZN6SX128010GetPayloadEPhS0_h ; SX1280::GetPayload(uchar *,uchar *,uchar)
LDR R1, =PacketStatus
LDR R0, =Radio
BL _ZN6SX128015GetPacketStatusEP14PacketStatus_t ; SX1280::GetPacketStatus(PacketStatus_t *)
LDR R0, =Radio ; this
BL _ZN9SX1280Hal12SetDirEnableEv ; SX1280Hal::SetDirEnable(void)
看到上述都是基于sx1280的操作,那么我想能不能直接在sx1280找到一些突破口。
然后发现sx1280的库实现时开源的。sx1280
这是非常幸运的。我直接就搜索CRC有关的位置,发现在SX1280::ProcessIrqs( void )的这个函数里面,有这样一个逻辑:
if( ( irqRegs & IRQ_RX_DONE ) == IRQ_RX_DONE )
{
if( ( irqRegs & IRQ_CRC_ERROR ) == IRQ_CRC_ERROR )// 如果收到底层CRC不通过的ERROR,就向上层汇报IRQ_CRC_ERROR_CODE。那么MAC层就会根据这个error进行相应的处理,也即是上面看到的丢包处理。理论上,我们只要使得该语句永远为False就会一直跳转到下面的rxDone中,始终汇报数据包接收成功即可。
{
if( rxError != NULL )
{
rxError( IRQ_CRC_ERROR_CODE );
}
}
else
{
if( rxDone != NULL ) //这条基本都会true,因为rxDone是一个指针函数。
{
rxDone( );
}
}
}
正如代码中分析的,只要if( ( irqRegs & IRQ_CRC_ERROR ) == IRQ_CRC_ERROR )永远为真,那么就可以上报数据包成功接收消息,那么就可以把错误的数据包保留。
如果收到底层CRC不通过的ERROR,就向上层汇报IRQ_CRC_ERROR_CODE。那么MAC层就会根据这个error进行相应的处理,也即是上面看到的丢包处理。理论上,我们只要使得该语句永远为False就会一直跳转到下面的rxDone中,始终汇报数据包接收成功即可。
最优方案的选择,修改测试
我们发现,直接修改sx1280是最简单的。
在0x228的代码位置,如果上述比较不等于0才会跳转执行下面的0x238的操作,即rxDone操作。因此,只要将BNE loc_238修改成无条件跳转B loc_238即可。汇编中D1是BNE跳转,E0是无条件跳转即B。因此在对应位置如下修改:
修改的工具路径是:edit->patch program->change byte,(IDA pro 7.0)。
修改完之后,再看看程序逻辑已经被修改:
因此,我们修改一个字节就能够达到效果了。
保存修改。edit->patch program-> apply patched to input file ,就可以保存修改了。
再重新利用AR打包回来,测试效果。
发现错误的数据包也可以接受了。
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最后于 2019-5-28 10:30
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