Espressif 玩转 SoftAP

最近使用 ESP32-C3 跑了下 softAP demo，阅读了 demo 源码及跑过 demo 之后，脑海中不禁有以下几个疑问:

ESP32-C3 作为 SoftAP 时，默认的 IP 地址为 192.168.4.1，如何修改默认的 IP 地址？
ESP32-C3 作为 SoftAP 时，有 Station 连接上了之后，如何获取 SoftAP 分配给这个 Station 的 IP 地址？

笔者认为 Espressif 虽然提供了较为丰富的文档和示例，但是值得改进的地方还是有很多的。就以 softAP demo 为例，这个 demo 仅仅只是做了一个简单的示例，而对于我以上的 2 个问题，却没有很好的展现出来。

在网上看了一大堆所谓的技术文章，全都是千篇一律的跑了一下 softAP demo，然后对 softAP demo 源码进行一堆所谓的分析，然后就没有然后了，没有深入的对这个 demo 进行发掘。所以笔者阅读文档，结合 softAP demo 源码，写了一份自己的 demo，对以上 2 个问题以代码的形式做了示例。

ESP32-C3 作为 SoftAP 时，默认的 IP 地址为 192.168.4.1，如何修改默认的 IP 地址？

要修改 SoftAP 的默认 IP 地址，核心的逻辑就是要先停止 DHCP，然后设置 IP 地址，子网掩码，网关，然后在启用 DHCP 即可。

void set_softap_ip(esp_netif_t *softap)
{esp_netif_ip_info_t ip = { 0 };ip.ip.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_IP);ip.netmask.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_NETMASK);ip.gw.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_GATEWAY);esp_netif_dhcps_stop(softap);esp_netif_set_ip_info(softap, &ip);esp_netif_dhcps_start(softap);return;
}

void wifi_init_softap(void)
{esp_log_level_set("wifi", ESP_LOG_ERROR);esp_netif_t *softap = esp_netif_create_default_wifi_ap();set_softap_ip(softap);wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));wifi_config_t wifi_config = {.ap = {.ssid = CONFIG_ESP_WIFI_SSID,.ssid_len = strlen(CONFIG_ESP_WIFI_SSID),.channel = CONFIG_ESP_WIFI_CHANNEL,.password = CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD,.max_connection = CONFIG_ESP_MAX_STA_CONN,.authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK,.pmf_cfg = {.required = false,},},};if (strlen(CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD) == 0) {wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;}ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_AP, &wifi_config));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished. SSID:%s password:%s channel:%d", CONFIG_ESP_WIFI_SSID, CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD, CONFIG_ESP_WIFI_CHANNEL);
}

ESP32-C3 作为 SoftAP 时，有 Station 连接上了之后，如何获取 SoftAP 分配给这个 Station 的 IP 地址？

Station 在连接 SoftAP 的过程中，其实可以分为两个阶段，在这两个阶段分别可以获取到 Station 的不同信息。

Station 连接上 SoftAP，但还没有获取到 SoftAP 分配的 IP 地址，也就是在 DHCP 过程之前。此时只能获取到 Station 的 MAC 地址。
Station 连接上 SoftAP，获取到 SoftAP 分配的 IP 地址，也就是在 DHCP 过程之后。此时能获取到 Station 的 IP 地址。

第一阶段属于 WiFi 驱动层，原生的 softAP demo 其实写的已经很好了，主要就是通过注册 WIFI_EVENT，在 event 回调中来获取到 Station 的 MAC 地址。

第二阶段属于 TCP/IP 协议栈层，也就是 LWIP。但原生的 softAP demo 没有对这一部分进行说明。以下代码是笔者根据官方文档自己写的。读者可以参考这部分代码来获取连接上的 Station 的 IP 地址。

首先注册 IP_EVENT

ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL, NULL));

在 event 回调中对 IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED 这个 event_id 进行处理。
```
static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void* event_data)
{if (event_base == IP_EVENT) {ip_event_handler(arg, event_id, event_data);} else {wifi_event_handler(arg, event_id, event_data);}
}
```
```
static void ip_event_handler(void* arg, int32_t event_id, void* event_data)
{if (event_id == IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED) {ip_event_ap_staipassigned_t *event = (ip_event_ap_staipassigned_t *) event_data;ESP_LOGI(TAG, "the IP address assigned by the SoftAP is" IPSTR, IP2STR(&event->ip));}
}
```
之所以说 Espressif 值的改进的地方还有很多，一是因为 softAP demo 展示的不够详细，另一个就是因为文档更新的不及时。在阅读 Espressif Event Handling 时，文档中写明了 event_id 为 IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED，event_data 是一个 n/a 结构：

但是在阅读 esp-idf 源码的时候突然看到了 ip_event_ap_staipassigned_t 的定义：

所以在 IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED 的处理中抱着试一试的想法将 event_data 强制转换成了 ip_event_ap_staipassigned_t 指针，没想到还真的可以获取到连接上的 Station 的 IP 地址。

最后附上笔者自己的 SoftAP 代码，编译后可以直接在 ESP32-C3 上运行，esp-idf 使用 master 分支，测试 commit 为 fde4afc67a。

完整工程代码已经上传到我的 GitHub 仓库 esp-examples ，有需要的读者可以直接下载。

#include <string.h>
#include <netdb.h>
#include "esp_system.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "esp_mac.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_netif.h"static const char *TAG = "example";static void wifi_event_handler(void* arg, int32_t event_id, void* event_data)
{if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STACONNECTED) {wifi_event_ap_staconnected_t *event = (wifi_event_ap_staconnected_t *) event_data;ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" join, AID=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid);} else if (event_id == WIFI_EVENT_AP_STADISCONNECTED) {wifi_event_ap_stadisconnected_t *event = (wifi_event_ap_stadisconnected_t *) event_data;ESP_LOGI(TAG, "station "MACSTR" leave, AID=%d", MAC2STR(event->mac), event->aid);}
}static void ip_event_handler(void* arg, int32_t event_id, void* event_data)
{if (event_id == IP_EVENT_AP_STAIPASSIGNED) {ip_event_ap_staipassigned_t *event = (ip_event_ap_staipassigned_t *) event_data;ESP_LOGI(TAG, "the IP address assigned by the SoftAP is" IPSTR, IP2STR(&event->ip));}
}static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void* event_data)
{if (event_base == IP_EVENT) {ip_event_handler(arg, event_id, event_data);} else {wifi_event_handler(arg, event_id, event_data);}
}void set_softap_ip(esp_netif_t *softap)
{esp_netif_ip_info_t ip = { 0 };ip.ip.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_IP);ip.netmask.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_NETMASK);ip.gw.addr = ipaddr_addr(CONFIG_ESP_SOFTAP_GATEWAY);esp_netif_dhcps_stop(softap);esp_netif_set_ip_info(softap, &ip);esp_netif_dhcps_start(softap);return;
}void wifi_init_softap(void)
{esp_log_level_set("wifi", ESP_LOG_ERROR);esp_netif_t *softap = esp_netif_create_default_wifi_ap();set_softap_ip(softap);wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));wifi_config_t wifi_config = {.ap = {.ssid = CONFIG_ESP_WIFI_SSID,.ssid_len = strlen(CONFIG_ESP_WIFI_SSID),.channel = CONFIG_ESP_WIFI_CHANNEL,.password = CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD,.max_connection = CONFIG_ESP_MAX_STA_CONN,.authmode = WIFI_AUTH_WPA_WPA2_PSK,.pmf_cfg = {.required = false,},},};if (strlen(CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD) == 0) {wifi_config.ap.authmode = WIFI_AUTH_OPEN;}ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_AP, &wifi_config));ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start());ESP_LOGI(TAG, "wifi_init_softap finished. SSID:%s password:%s channel:%d", CONFIG_ESP_WIFI_SSID, CONFIG_ESP_WIFI_PASSWORD, CONFIG_ESP_WIFI_CHANNEL);
}void app_main(void)
{ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL, NULL));ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL, NULL));wifi_init_softap();}

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