NimBLE-蓝牙设备地址设置

发布日期: 2022-05-18

本文主要介绍 NimBLE Host 端的蓝牙地址如何配置，Controller 端请参考：NimBLE - Configure device address 。

NimBLE 里与蓝牙地址设置相关的文件有：

- nimble/
  - host/
   - include/
    - host/
     - ble_hs_id.h # 对应用开放的接口
   - src/
    - ble_hs_id_priv.h # 内部使用接口，对应用不可见
    - ble_hs_id.c # 功能实现

下面将公共地址（Public Address）和随机地址（Random Address）分开介绍。

Public Address

ble_hs_id.c 文件里用一个静态数组 ble_hs_id_pub 存储公共地址，并提供了 ble_hs_id_set_pub() 函数接口来设置该地址。

static uint8_t ble_hs_id_pub[6];

void ble_hs_id_set_pub(const uint8_t *pub_addr)
{
    memcpy(ble_hs_id_pub, pub_addr, 6);
}

不幸的是，该接口位于 ble_hs_id_priv.h 内部接口文件里，应用层不能使用该接口。进一步在协议栈中搜索该接口的调用位置，发现是在协议栈初始化的时候调用的：

nimble/host/src/ble_hs_startup.c
 - ble_hs_startup_go()
  - ble_hs_startup_read_bd_addr()
   - ble_hs_id_set_pub()

继续查看 ble_hs_startup_read_bd_addr() 函数：

static int ble_hs_startup_read_bd_addr(void)
{
    struct ble_hci_ip_rd_bd_addr_rp rsp;
    int rc;

    rc = ble_hs_hci_cmd_tx(BLE_HCI_OP(BLE_HCI_OGF_INFO_PARAMS,
                                      BLE_HCI_OCF_IP_RD_BD_ADDR),
                           NULL, 0, &rsp, sizeof(rsp));
    if (rc != 0) {
        return rc;
    }

    ble_hs_id_set_pub(rsp.addr);
    return 0;
}

可以发现 Host 先发送了 HCI_Read_BD_ADDR 命令从 LE Controller 获取公共地址，并利用返回结果设置公共地址。

命令解释：Host 发送该命令给 LE Controller 读取公共设备地址（Public Device Address），若控制器没有公共设备地址，返回 0x000000000000 ，代表无效地址。

Random Address

ble_hs_id.c 文件里用一个静态数组 ble_hs_id_rnd 存储随机地址，并提供了接口 ble_hs_id_set_rnd() 设置它，同时还提供了一个接口来生成随机地址：

int ble_hs_id_gen_rnd(int nrpa, ble_addr_t *out_addr)
{
    int rc;

    out_addr->type = BLE_ADDR_RANDOM;

    rc = ble_hs_hci_util_rand(out_addr->val, 6);
    if (rc != 0) {
        return rc;
    }

    if (nrpa) {
        out_addr->val[5] &= ~0xc0;
    } else {
        out_addr->val[5] |= 0xc0;
    }

    return 0;
}

不过该接口是通过发送 HCI_LE_Rand 命令从 Controller 端获取随机数，而该命令一般只有控制器支持 LE Encryption Feature 时才支持，因此 ble_hs_id_gen_rnd() 接口很有可能会失败，需仔细检查返回值。

命令解释：Host 发送该命令给 LE Controller，当控制器支持 LE Feature (LE Encryption) 时，返回 8 字节的随机数。

配置使用

ble_hs_id.h 接口文件里 ble_hs_id_infer_auto() 接口能够自动识别协议栈内部已拥有的地址，并可获取地址类型，若协议栈内没有地址，返回错误码 BLE_HS_ENOADDR 。

因此 NimBLE 对于蓝牙设备地址的配置共有三种模式：

若 Controller 拥有公共地址，在应用程序里直接调用 ble_hs_id_infer_auto() 接口获取地址类型即可，公共地址读取的工作在协议栈初始化的时候就完成了。
若 Controller 没有公共地址，但支持 HCI_LE_Rand 命令，先通过 ble_hs_id_gen_rnd() 生成随机设备地址，再通过 ble_hs_id_set_rnd() 函数设置随机地址，地址类型为 Random 。
其他情况，固定一个随机设备地址，或利用 Host 硬件自身的功能生成随机地址，然后通过 ble_hs_id_set_rnd() 函数设置随即地址，地址类型为 Random 。

为了方便配置，nimble/host/util/include/host/util/util.h 文件里的接口