Linux-IrDA (I) : Instalación y Configuración

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• Entradilla
• Presentación
• Introducción
• Protocolos soportados
• Preparación y compilación del núcleo
• Configuración del puerto IrDA
• Conclusiones
• Referencias

En el número anterior vimos cómo se puede utilizar Linux para simular o controlar equipos que funcionan mediante dispositivos de infrarrojos del tipo mandos a distancia. El sistema , aunque útil, no consituye un estándard válido, pues cada fabricante tiene su sistema, y sus protocolos

Figura 1: El logotipo del Proyecto Linux-IrDA

Ante este hecho, y dada la evidente utilidad de una comunicación infrarroja entre dispositivos, una serie de fabricantes de hardware y software han creado la Infrared Data Association (IrDA), un estandard para la comunicación entre equipos mediante dispositivos infrarrojos. Palmtops, ordenadores portátiles, teléfonos móviles, y demás dispositivos acogidos a dicho estandard pueden compartir entre ellos diversos datos.

Una serie de fabricantes de hardware y software han definido IrDA, un estandard de protocolos de comunicación por infrarrojos

Linux IrDA es el proyecto de porting del estandard IrDA al sistema operativo Linux. Es miembro del consorcio desde Febrero de 1999. La implementación IrDA de Linux no está certificada por el consorcio, si bien es una de las más completas y flexibles.

Pero ¿en qué consiste el estandard IrDA?. La implementación Linux trata los dispositivos de infrarrojos como un dispositivo de red, estableciéndose una serie de niveles al estilo OSI:

Linux-IrDA está estructurado en capas al estilo de los niveles OSI

• El nivel físico IrPHY especifica el formato de trama y codificación , y las características eléctricas, ópticas y físicas del enlace. Se tienen los siguientes dispositivos:
  • Dispositivos tipo serie (SIR), con velocidades de transferencia de hasta 115000 baudios. Normalmente están asociados a un puerto serie en los portátiles, y se pueden utilizar como puertos serie estandard
    Dentro de esta categoría podemos incluso encontrar adaptadores que convierten un puerto serie estandard en un puerto IrDA. Se conocen como IrDA Dongles La figura muestra uno de éstos, el ActiSys 220L+, uno de los más utilizados bajo Linux
    Estos dispositivos son los más utlizados para comunicaciones con notepads y teléfonos móviles

    Figura 2: Adaptador IrDA-RS232 Actisys 220L+

  • Dispositivos de Alta Velocidad (FIR) de velocidades de transferencia de 4Mbps. Se utilizan para la conexión infrarroja entre equipos e impresoras en una "red infrarroja"
  • Dispositivos de Muy Alta Velocidad (VFIR) -hasta 16Mbps-. No están soportados en Linux
• La capa de enlace se denomina IrLAP ( link access protocol ) gestiona el entramado de paquetes, ventaneado de tramas, etc. Linux soporta además la compresión de datos en la trama, que si bien no es parte oficial del estandard IrDA, no colisiona con éste ( se negocia a nivel de enlace ) mejorando las prestaciónes en la comunicación entre dos sistemas Linux

  Figura 3: Logotipo del IrDA Standard Association

• La capa de red se gestiona desde el IrLMP ( link management protocol ), encargandose del control de conexiones, multiplexado de éstas, registro de servicios, así como el poder integrar múltiples conexiones físicas. Linux es capaz de soportar diversos dispositivos IrDA en un solo sistema, a la par que cada dispositivo es capaz de controlar hasta 16 periféricos de forma simultánea. No todos los equipos IrDA soportan conexiones múltiples, por lo que el usuario deberá cuidar que no haya más de un dispositivo conectado por infrarrojos. Como anécdota, el autor bloqueó un PalmPilot y un teléfono Siemens S25 al integrarlos en una red de cinco dispositivos infrarrojos.... Linux sobrevivió, por supuesto :-)
• La capa de transporte se denomina IrTTP ( tiny transport protocol ) . Se encarga de controlar la fragmentación y desfragmentación de paquetes, control de flujo y de conexiones, etc

Lo descrito hasta ahora es estándard para toda implementación IrDA. a nivel de sesión y aplicación es donde se encuentran las mayores diferencias entre Linux y otros "sistemas" operativos:

• La emulación de puerto serie IrCOMM es común a casi todas las implementaciones IrDA. Permite asociar un puerto serie a un dispositivo IrDA y operar con el como si de éste se tratara. Muchos teléfonos móviles llevan incorporado un módem que se puede controlar con comandos AT a través del puerto de infrarrojos. Linux además proporciona dos tipos de dispositivo serie: IrPORT para simulación de puerto, e IrTTY para simulación de terminales
• La emulación de impresoras se realiza a través del protocolo IrLPT. Linux soporta modo cliente y servidor, esto es: se puede tanto mandar datos a una impresora como simular una impresora
• La emulación de Red Local IrLAN , aunque definida por el estandard, solo ha sido implementada en Linux. Permite asociar dispositivos de red a puertos infrarrojos, tanto punto a punto como multipunto. Podemos asociar direcciones IP, hacer ping, ftp, etc a través del puerto como si de una interfaz de red se tratara. Es más, utilzando modo SIR y el protocolo IrCOMM podemos establecer conexiones PPP por infrarrojos
• IrMC (Infrared for Mobile Comunications) es un protocolo diseñado por Nokia para algunos de sus modelos ( el 6110 es el más conocido ) para la transferencia de datos de agenda telefónica. Está en desuso, pues sólo es soportado por Nokia y es incompatible con el resto del mundo IrDA. Linux no lo soporta
• IrOBEX (Infrared Object Exchange) es el estandard de transferencia de datos a través de IrDA. Permite transferir ficheros, datos de agenda, imágenes, etc. Está basado en una especie de HTML en el que se especifica el tipo de datos, la longitud, etc. Linux no lo implementa a nivel de núcleo sino a través de una biblioteca que se ejecuta desde espacio de usuario. La foto que ilustra la figura muestra el logotipo que el autor ha transferido a su teléfono móvil a través de éste protocolo

  Figura 4: Teléfono móvil Siemens S25, con soporte IrDA

• Por último, y tambien exclusivo de Linux, existe la posibilidad de utilizar sockets y conexiones CORBA con el puerto de infrarrojos, existiendo un API al efecto

Para utilizar IrDA en nuestra máquina necesitamos tener el núcleo preparado al efecto. Linux-IrDA se soporta en las series 2.2.X y 2.3.X, no estando soportado en la serie 2.0.X.

Figura 5: Especificación de protocolos IrDA

Las ilustraciones muestran la configuración del núcleo referida al puerto de infrarrojos, relativos a la versión 2.2.14 del núcleo. Para obtener una funcionalidad completa, es preciso añadir un parche al núcleo. En el CD-Rom que se acompaña con la revista se incluye una distribución del núcleo 2.2.14, así como los parches necesarios

El lector deberá escoger el módulo adecuado en su caso, o bien poner todos los dispositivos físicos de infrarrojos como módulos cargables. A menos que se vaya a utlizar la emulación de red, es recomendable configurar el puerto en modo SIR, pues el modo FIR no está completamente desarrollado.

Figura 6: Especificación de dispositivos IrDA

En la configuración del modo SIR existen dos opciones: la primera (IrTTY) utiliza el driver estandard de puerto serie que linux proporciona. En aquellos equipos en que el puerto de infrarrojos se configura desde la BIOS y se asigna a un puerto serie, ésta será la opcion deseada. Del mismo modo, si en el arranque de Linux el puerto de infrarrojos es detectado como un puerto serie, usaremos este modo
La segunda posibilidad es usar un driver específico (IrPORT). Deberemos usar esta opción cuando el puerto no es reconocido como tal en arranque, o tenemos problemas de eco, o de "ruido" en el enlace. IrPORT es una emulación half-duplex de puerto serie. En este caso deberemos insertar el módulo expresamente en el arranque, mediante insmod irport io=0xYYY irq=YYY

Una vez parcheado y recompilado el núcleo llega el momento de configurar el sistema para soporte de IrDA. Para ello, empezaremos desde la BIOS del sistema, verificando que el puerto de infrarrojos está activado, comprobando a qué puerto serie está asociado, y si vamos a usar el modo FIR, comprobar el canal de DMA y el puerto que va a utilizar

Una vez instalado el núcleo es preciso proceder a la configuración del sistema

El siguiente paso consiste en compilar e instalar las aplicaciones de gestión. En el CD-Rom se acompaña la última versión de las IrDA utils. Como siempre, invocamos el conjuro secreto: ./configure; make; make install

Ahora viene la parte complicada: los ficheros de configuración.

• El primer paso consiste en la creación de un fichero para la inicialización de IrDA en arranque. el Listado 1 muestra el que utiza el autor:

  jantonio@osito$ cat /etc/rc.d/init.d/irda #!/bin/sh # # irmanager This shell script takes care of starting and stopping # irmanger (irda daemon). # # chkconfig: 2345 9 95 # description: lrmanager is the irda daemon required for irda to work \ # properly. # # Source function library. . /etc/rc.d/init.d/functions # Source networking configuration. . /etc/sysconfig/network # Check that networking is up. [ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0 [ -f /usr/sbin/irmanager ] || exit 0 # See how we were called. case "$1" in start) # Start daemons. echo -n "Starting irmanager: " daemon irmanager -d 1 echo ;; stop) # Stop daemons. echo -n "Shutting down irmanager: " killproc irmanager killall irattach echo ;; status) status irmanager ;; restart|reload) $0 stop $0 start ;; *) echo "Usage: irda {start|stop|restart|reload|status}" exit 1 esac exit 0

  Listado 1: Script de arranque del sistema IrDA

• El segundo paso es la creación de los dispositivos especiales en el /dev. Hay que hacer constar que el IR-Howto está desfasado, y que la documentacion que aporta es incorrecta. el listado 2 ilustra estos dispositivos, así como el procedimiento para crearlos:

  root@cochito# mknod /dev/ircomm0 c 161 0 root@cochito# mknod /dev/ircomm1 c 161 1 root@cochito# mknod /dev/irlpt0 c 161 16 root@cochito# mknod /dev/irlpt1 c 161 17 root@cochito# ln -s /dev/ircomm0 /dev/irnine root@cochito# ls -l /dev/ir* crw-r--r-- 1 root root 161, 0 Mar 20 19:32 /dev/ircomm0 crw-r--r-- 1 root root 161, 1 Feb 17 01:40 /dev/ircomm1 crw-r--r-- 1 root root 161, 16 Mar 21 00:03 /dev/irlpt0 crw-r--r-- 1 root root 161, 17 Mar 21 00:03 /dev/irlpt1 lrwxrwxrwx 1 root root 12 Feb 15 23:07 /dev/irnine -> /dev/ircomm0

  Listado 2: Creación de los dispositivos

• El tercer paso consiste en configurar el fichero /etc/conf.modules. El listado muestra las opciones utilizadas por el autor. Si utilizamos dispositivos dongle será necesario incluir información sobre el tipo de dispositivo que vamos a utiliar. Encontraremos dicha información en el fichero /usr/src/linux/include/irda.h

  alias tty-ldisc-11 irtty
  alias char-major-161 ircomm-tty
  alias irda-dongle-3 actisys
  

• Por último hay que configurar los diversos drivers y dispositivos que vamos a conectar. en el directorio /etc/irda encontraremos diversos ficheros, en los que se especifica la configuración para la red, las impresoras, etc. El principal fichero es /etc/irda/drivers que indica la configuración física de nuestro sistema.

  Existen dos demonios: irattach e irmanager

  En Linux IrDA funciona mediante dos demonios. El primero, irmanager se encarga de monitorizar el puerto de infrarrojos y detectar los diversos dispositivos que se enganchan. El segundo, irattach asocia un dispositivo de infrarrojos a un determinado driver. El listado describe el fichero utilizado por el autor. El lector deberá descomentar, o en su caso editar la entrada que se ajuste a su configuración

  #! /bin/sh # # drivers # # Initialize and shutdown IrDA device drivers. # # This script should be invoked with two arguments. The first is the # action to be taken, either "start", "stop", or "restart". # action=$1 device=$2 case "${action:?}" in 'start') irattach /dev/ttyS1 # The second serial port is an IrDA port # irattach /dev/ttyS0 -d actisys+ # Attach an ActiSys 220L+ dongle to the first serial port # irattach /dev/ttyS0 -d tekram # insmod pc87108 # If your machine as a pc87108 FIR chipset # modprobe uircc # Sharp UIRCC chipset ;; 'stop') killall irattach # ... or something. Currently not used ;; 'restart') /sbin/ifconfig ${device:?} down up ;; esac

  Listado 3: fichero de configuracion de dispositivos irda

• Esto es todo. Ejecutamos ahora /etc/rc.d/init.d/irda start, y el sistema debe arrancar sin problemas. Para comprobarlo, en el fichero /var/log/messages deberá aparecer que la carga del dispositivo irda es correcta, y aparecerá un nuevo directorio en /proc/net/irda

La figura ilustra el contenido de /proc/net/irda. Los diversos ficheros ilustran los dispositivos encontrados, los enlaces establecidos, así como los datos emitidos y recibidos por dichos enlaces.

Figura 7: Contenido de /proc/net/irda

El problema más común suele ser el fallo en la asociación del dispositivo físico al lógico. Comprobar que irattach funciona correctamente, que el puerto serie está asociado en la BIOS al puerto de infrarrojos (en modo SIR), o bien que los parámentros asociados al modo FIR son los correctos. Si se dispone de Windows en el mismo equipo, y éste tiene el IrDA instalado, una mirada a la configuración del puerto nunca está de más...

IrDA proporciona un protocolo estandard para la comunicación entre equipos a través del puerto de infrarrojos. Existen diversas implementaciones y niveles en el protocolo, siendo la implementación Linux la más completa con diferencia respecto a sus competidores

La implementación IrDA de Linux es mucho más completa que la de otros "sistemas operativos"

En éste artículo hemos hecho una introducción al protocolo IrDA y a su implementación en Linux. Hemos visto como se configura el núcleo y se generan los dispositivos de configuración, y dejado nuestro sistema listo para empezar a trabajar

En el próximo número de Linux Actual, estudiaremos los diversos programas y aplicaciones que existen en Linux para el uso del puerto IrDA. Veremos como se monta una red local, como se emulan terminales, o se conecta a Internet a través del teléfono móvil por infrarrojos; como crear un servidor de impresión remota, o cómo establecer comunicación con un un PalmPilot. Por último veremos el API de programación y el uso de sockets a traves del puerto IrDA

• Desgraciadamente el InfraRed-HOWTO está muy atrasado, y no contempla las últimas actualizaciones e implementaciones. No obstante continúa siendo la principal fuente de referencia sobre la instalación y configuración. En este artículo se describen las principales diferencias, especialmente en lo que a los nombres y descriptores de dispositivos se refiere
• La página oficial del proyecto Linux-IrDA es:
  http://www.cs.uit.no/linux-irda En ella, el lector encontrará información actualizada sobre el proyecto, lista de dispositivos soportados y nivel de compatibilidad, así como diversos enlaces listas de correo y documentación
• La página oficial sobre IrDA es:
  http://www.irda.org. Allí encontrará el lector datos sobre el protocolo, detalles técnicos, lista de participantes en el consorcio, etc...
• El proyecto Open-OBEX tiene su propia página: www.ravioli.pasta.cs.uit.no/open-obex. Allí encontrará el lector datos sobre el estado del arte, y diversos programas de intercambio de datos a través de este protocolo
• En el CD-Rom que se acompaña con la revista se incluyen todos los programas aquí detallados, así como una copia de la página web del proyecto Linux-IrDA