wifi驱动的理解(4)——usb接口在wifi模块中的角色

本文详细解析了RTL8192CU WiFi模块的数据发送流程,包括任务初始化、数据打包、帧聚合及USB FIFO写入等关键步骤。

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         还有1天就到2017年了,回顾整个2016年至此,都没发表过一篇技术文章。做软件开发已有5、6年,作为一名过往都有写技术文章的开发者,实属不妥。技术的创新和发展实质上是一种传承、共享与拓展。而在我的理解中,技术文章就是一种传承与共享。

         去年开的【智能家居篇】专栏还没完成,现在这篇文章继续这个专栏的技术分析。

         在上一篇文章中,当wifi模块的接收初始化函数中,注册了中断URB。即当wifi模块接收到数据的时候,通过中断URB产生中断之后,就会调用usb_read_port()函数,实现USB的读取。

         现在我们再来看看WIFI的发送,首先我们先WIFI发送处理函数注册为tasklet,代码如下:

s32   rtl8192cu_init_xmit_priv(_adapter *padapter)

{

         struct xmit_priv       *pxmitpriv= &padapter->xmitpriv;

 

#ifdef PLATFORM_LINUX

         tasklet_init(&pxmitpriv->xmit_tasklet,

              (void(*)(unsignedlong))rtl8192cu_xmit_tasklet,

              (unsignedlong)padapter);

#endif

         return _SUCCESS;

}

         在tasklet_init()中注册rtl8192cu_xmit_tasklet()回调函数。

voidrtl8192cu_xmit_tasklet(void *priv)

{       

         int ret = _FALSE;

         _adapter *padapter = (_adapter*)priv;

         struct xmit_priv *pxmitpriv = &padapter->xmitpriv;

 

         if(check_fwstate(&padapter->mlmepriv,_FW_UNDER_SURVEY) == _TRUE)

                   return;

 

         while(1)

         {

                   if ((padapter->bDriverStopped ==_TRUE)||(padapter->bSurpriseRemoved== _TRUE) ||(padapter->bWritePortCancel == _TRUE))

                   {

                            DBG_8192C("xmit_tasklet =>bDriverStopped or bSurpriseRemoved or bWritePortCancel\n");

                            break;

                   }

 

                   ret = rtl8192cu_xmitframe_complete(padapter,pxmitpriv, NULL);

 

                   if(ret==_FALSE)

                            break;

                  

         }

}

         回调函数rtl8192cu_xmitframe_complete主要是打包数据,然后将数据上传到USB FIFO,最后通过usb_write_port()发送到WIFI模块上。

s32rtl8192cu_xmitframe_complete(_adapter *padapter, struct xmit_priv *pxmitpriv,struct xmit_buf *pxmitbuf)

{

         HAL_DATA_TYPE      *pHalData= GET_HAL_DATA(padapter);

         struct xmit_frame *pxmitframe = NULL;

         struct xmit_frame *pfirstframe = NULL;

 

         // aggregate variable

         struct hw_xmit *phwxmit;

         struct sta_info *psta = NULL;

         struct tx_servq *ptxservq = NULL;


         _irqL irqL;

         _list *xmitframe_plist = NULL, *xmitframe_phead = NULL;

 

         u32  pbuf;         // next pkt address

         u32  pbuf_tail; // last pkt tail

         u32  len;  // packet length, except TXDESC_SIZE andPKT_OFFSET

 

         u32  bulkSize =pHalData->UsbBulkOutSize;

         u8     descCount;

         u32  bulkPtr;

 

         // dump frame variable

         u32 ff_hwaddr;

 

#ifndef IDEA_CONDITION

         int res = _SUCCESS;

#endif

 

         RT_TRACE(_module_rtl8192c_xmit_c_, _drv_info_,("+xmitframe_complete\n"));


         // check xmitbuffer is ok

         if (pxmitbuf == NULL) {

                   pxmitbuf = rtw_alloc_xmitbuf(pxmitpriv);

                   if (pxmitbuf == NULL) return _FALSE;

         }


1、先将数据进行打包 

         //3 1. pick up first frame

         do {

                   rtw_free_xmitframe(pxmitpriv, pxmitframe);

                           

                   pxmitframe = rtw_dequeue_xframe(pxmitpriv,pxmitpriv->hwxmits, pxmitpriv->hwxmit_entry);

                   if (pxmitframe == NULL) {

                            // no more xmit frame, release xmitbuffer

                            rtw_free_xmitbuf(pxmitpriv,pxmitbuf);

                            return _FALSE;

                   }

 

#ifndef IDEA_CONDITION

                   if (pxmitframe->frame_tag != DATA_FRAMETAG) {

                            RT_TRACE(_module_rtl8192c_xmit_c_,_drv_err_,

                                      ("xmitframe_complete: frame tag(%d) isnot DATA_FRAMETAG(%d)!\n",

                                      pxmitframe->frame_tag, DATA_FRAMETAG));

//                         rtw_free_xmitframe(pxmitpriv,pxmitframe);

                            continue;

                   }

 

                   // TID 0~15

                   if ((pxmitframe->attrib.priority < 0) ||

                      (pxmitframe->attrib.priority > 15)) {

                            RT_TRACE(_module_rtl8192c_xmit_c_, _drv_err_,

                                      ("xmitframe_complete: TID(%d) should be0~15!\n",

                                      pxmitframe->attrib.priority));

//                         rtw_free_xmitframe(pxmitpriv,pxmitframe);

                            continue;

                   }

#endif

                   pxmitframe->pxmitbuf = pxmitbuf;

                   pxmitframe->buf_addr = pxmitbuf->pbuf;

                   pxmitbuf->priv_data = pxmitframe;

 

                   //pxmitframe->agg_num = 1; // alloc xmitframeshould assign to 1.

                   pxmitframe->pkt_offset = 1; // first frame ofaggregation, reserve offset

 

 

                   if (rtw_xmitframe_coalesce(padapter,pxmitframe->pkt, pxmitframe) == _FALSE) {

                            DBG_871X("%s coalesce 1st xmitframefailed \n",__FUNCTION__);

                            continue;

                   }

 

                   // always return ndis_packet afterrtw_xmitframe_coalesce

                   rtw_os_xmit_complete(padapter, pxmitframe);

 

                   break;

         } while (1);


 2、合并相同的优先级和相同的数据(AP或者STA模式)帧。

         //3 2. aggregate same priority and same DA(AP or STA) frames

         pfirstframe = pxmitframe;

         len = xmitframe_need_length(pfirstframe) + TXDESC_OFFSET;

         pbuf_tail = len;

         pbuf = _RND8(pbuf_tail);

 

         // check pkt amount in one bluk

         descCount = 0;

         bulkPtr = bulkSize;

         if (pbuf < bulkPtr)

                   descCount++;

         else {

                   descCount = 0;

                   bulkPtr = ((pbuf / bulkSize) + 1) * bulkSize; //round to next bulkSize

         }

 

         // dequeue same priority packet from station tx queue

         psta = pfirstframe->attrib.psta;

         switch (pfirstframe->attrib.priority) {

                   case 1:

                   case 2:

                            ptxservq =&(psta->sta_xmitpriv.bk_q);

                            phwxmit = pxmitpriv->hwxmits + 3;

                            break;

 

                   case 4:

                   case 5:

                            ptxservq =&(psta->sta_xmitpriv.vi_q);

                            phwxmit = pxmitpriv->hwxmits + 1;

                            break;

 

                   case 6:

                   case 7:

                            ptxservq = &(psta->sta_xmitpriv.vo_q);

                            phwxmit = pxmitpriv->hwxmits;

                            break;

 

                   case 0:

                   case 3:

                   default:

                            ptxservq =&(psta->sta_xmitpriv.be_q);

                            phwxmit = pxmitpriv->hwxmits + 2;

                            break;

         }

 

         _enter_critical_bh(&pxmitpriv->lock, &irqL);

 

         xmitframe_phead = get_list_head(&ptxservq->sta_pending);

         xmitframe_plist = get_next(xmitframe_phead);

         while (rtw_end_of_queue_search(xmitframe_phead,xmitframe_plist) == _FALSE)

         {

                   pxmitframe = LIST_CONTAINOR(xmitframe_plist,struct xmit_frame, list);

                   xmitframe_plist = get_next(xmitframe_plist);

 

                   len = xmitframe_need_length(pxmitframe) +TXDESC_SIZE; // no offset

                   if (pbuf + len > MAX_XMITBUF_SZ) break;

 

                   rtw_list_delete(&pxmitframe->list);

                   ptxservq->qcnt--;

                   phwxmit->accnt--;

 

#ifndef IDEA_CONDITION

                   // suppose only data frames would be in queue

                   if (pxmitframe->frame_tag != DATA_FRAMETAG) {

                            RT_TRACE(_module_rtl8192c_xmit_c_,_drv_err_,

                                      ("xmitframe_complete: frame tag(%d) isnot DATA_FRAMETAG(%d)!\n",

                                      pxmitframe->frame_tag, DATA_FRAMETAG));

                            rtw_free_xmitframe(pxmitpriv,pxmitframe);

                            continue;

                   }

 

                   // TID 0~15

                   if ((pxmitframe->attrib.priority < 0) ||

                      (pxmitframe->attrib.priority > 15)) {

                            RT_TRACE(_module_rtl8192c_xmit_c_,_drv_err_,

                                      ("xmitframe_complete: TID(%d) should be 0~15!\n",

                                      pxmitframe->attrib.priority));

                            rtw_free_xmitframe(pxmitpriv,pxmitframe);

                            continue;

                   }

#endif

 

//               pxmitframe->pxmitbuf =pxmitbuf;

                   pxmitframe->buf_addr = pxmitbuf->pbuf +pbuf;

 

                   pxmitframe->agg_num = 0; // not first frame ofaggregation

                   pxmitframe->pkt_offset = 0; // not first frameof aggregation, no need to reserve offset

 

                   if (rtw_xmitframe_coalesce(padapter,pxmitframe->pkt, pxmitframe) == _FALSE) {

                            DBG_871X("%s coalesce failed\n",__FUNCTION__);

                            rtw_free_xmitframe(pxmitpriv,pxmitframe);

                            continue;

                   }

 

                   // always return ndis_packet afterrtw_xmitframe_coalesce

                   rtw_os_xmit_complete(padapter, pxmitframe);

 

                   // (len - TXDESC_SIZE) ==pxmitframe->attrib.last_txcmdsz

                   update_txdesc(pxmitframe, pxmitframe->buf_addr,pxmitframe->attrib.last_txcmdsz, _TRUE);

 

                   // don't need xmitframe any more

                   rtw_free_xmitframe(pxmitpriv, pxmitframe);

 

                   // handle pointer and stop condition

                   pbuf_tail = pbuf + len;

                   pbuf = _RND8(pbuf_tail);

 

                   pfirstframe->agg_num++;

                   if (MAX_TX_AGG_PACKET_NUMBER ==pfirstframe->agg_num)

                            break;

 

                   if (pbuf < bulkPtr) {

                            descCount++;

                            if (descCount ==pHalData->UsbTxAggDescNum)

                                     break;

                   } else {

                            descCount = 0;

                            bulkPtr = ((pbuf / bulkSize) + 1) *bulkSize;

                   }

         }

         if (_rtw_queue_empty(&ptxservq->sta_pending) ==_TRUE)

                   rtw_list_delete(&ptxservq->tx_pending);

 

         _exit_critical_bh(&pxmitpriv->lock, &irqL);

 

         if ((pfirstframe->attrib.ether_type != 0x0806) &&

            (pfirstframe->attrib.ether_type != 0x888e) &&

             (pfirstframe->attrib.dhcp_pkt!= 1))

         {

                   rtw_issue_addbareq_cmd(padapter, pfirstframe);

         }

 

#ifndefCONFIG_USE_USB_BUFFER_ALLOC_TX


3、更新第一帧数据帧。

         //3 3. update first frame txdesc

         if ((pbuf_tail % bulkSize) == 0) {

                   // remove pkt_offset

                   pbuf_tail -= PACKET_OFFSET_SZ;

                   pfirstframe->buf_addr += PACKET_OFFSET_SZ;

                   pfirstframe->pkt_offset = 0;

         }

#endif       // CONFIG_USE_USB_BUFFER_ALLOC_TX

         update_txdesc(pfirstframe, pfirstframe->buf_addr,pfirstframe->attrib.last_txcmdsz, _TRUE);

 

4、将要发送的数据缓冲区写到USB FIFO

         //3 4. write xmit buffer to USB FIFO

         ff_hwaddr = rtw_get_ff_hwaddr(pfirstframe);

 

         // xmit address ==((xmit_frame*)pxmitbuf->priv_data)->buf_addr

         rtw_write_port(padapter, ff_hwaddr, pbuf_tail,(u8*)pxmitbuf);

 

 5、更新状态

         //3 5. update statisitc

         pbuf_tail -= (pfirstframe->agg_num * TXDESC_SIZE);

         if (pfirstframe->pkt_offset == 1) pbuf_tail -=PACKET_OFFSET_SZ;

        

         rtw_count_tx_stats(padapter, pfirstframe, pbuf_tail);

 

         rtw_free_xmitframe(pxmitpriv, pfirstframe);

 

         return _TRUE;

}


USB接口中的写函数相当于主机要通过WIFI模块发送数据到无线网络中,那么USB接口就是它的传输通道。

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韦东山老师为啥要录升级版嵌入式视频?200x年左右,嵌入式Linux在全世界、在中国刚刚兴起。我记得我2005年进入中兴时,全部门的人正在努力学习Linux。在2008年,我写了一本书《嵌入式Linux应用开发完全手册》。它的大概内容是:裸机、U-boot、Linux内核、Linux设备驱动。那时还没有这样讲解整个系统的书,芯片厂家Linux开发包也还不完善,从bootloader到内核,再到设备驱动都不完善。有全系统开发能力的人也很少。于是这书也就恰逢其时,变成了畅销书。我也根据这个思路录制了视频:裸机、U-boot、Linux内核、Linux设备驱动。收获些许名声,带领很多人进入Linux世界。11年过去了,嵌入式Linux世界发生了翻天覆地的变化① 基本系统能用芯片厂家都会提供完整的U-boot、Linux内核、芯片上硬件资源的驱动。方案厂家会做一些定制,比如加上某个WIFI模块,会添加这个WIFI模块驱动。你可以使用厂家的原始方案,或是使用/借鉴方案商的方案,做出一个“能用”的产品。② 基础驱动弱化;高级驱动专业化基础的驱动,比如GPIO、UART、SPI、I2C、LCD、MMC等,有了太多的书籍、视频、示例代码,修修改改总是可以用的。很多所谓的驱动工程师,实际上就是“调参工程师”。我们群里有名的火哥,提出了一个概念:这些驱动就起一个“hardware enable”的作用。高级的驱动,比如USB、PCIE、HDMI、MIPI、GPU、WIFI、蓝牙、摄像头、声卡。体系非常复杂,很少有人能讲清楚,很多时候只是一笔带过。配置一下应用层工具就了事,能用就成。这些高级驱动,工作中需要专门的人来负责,非常专业。他们是某一块的专家,比如摄像头专家、音频专家。③ 项目为王你到一个公司,目的是把产品做出来,会涉及APP到内核到驱动全流程。中小公司玩不起华为中兴的配置,需要的是全面手。大公司里,只负责很小很小一块的镙丝钉,位置也不太稳固啊。所以,如果你不是立志成为某方面的专家,那就做一个全栈工程师吧。④ 调试很重要都说代码是3分写7分调,各种调试调优技术,可以为你的升职加薪加一把火。基于上述4点,我录制的全新视频将有这些特点:1. 快速入门,2. 实战项目,3. 驱动大全,4. 专题,5. 授人以渔,6. 要做任务另外,我们会使用多款芯片同时录制,先讲通用的原理,再单独讲各个板子的操作。这些芯片涵盖主流芯片公司的主流芯片,让你学习工作无缝对接。1.快速入门入门讲究的是快速,入门之后再慢慢深入,特别是对于急着找工作的学生,对于业余时间挑灯夜读的工作了的人,一定要快!再从裸机、U-boot、内核、驱动这样的路线学习就不适合了,时间就拉得太长了。搞不好学了后面忘了前面。并且实际工作中并不需要你去弄懂U-boot,会用就行:U-boot比驱动还复杂。讲哪些内容?怎么讲呢?混着讲比如先讲LED APP,知道APP怎么调用驱动,再讲LED硬件原理和裸机,最后讲驱动的编写。这样可以快速掌握嵌入式Linux的整套开发流程,不必像以前那样光学习裸机就花上1、2个月。而里面的裸机课程,也会让你在掌握硬件操作的同时,把单片机也学会了。讲基础技能中断、休眠-唤醒、异步通知、阻塞、内存映射等等机制,会配合驱动和APP来讲解。这些技能是嵌入式Linux开发的基础。而这些驱动,只会涉及LED、按制、LCD等几个驱动。掌握了这些输入、输出的驱动和对应的APP后,你已经具备基本的开发能力了。讲配置我们从厂家、从方案公司基本上都可以拿到一套完整的开发环境,怎么去配置它?需要懂shell和python等配置脚本。效果效率优先以前我都是现场写代码、现场写文档,字写得慢,降低了学习效率。这次,效果与效率统一考虑,不再追求所有东西都现场写。容易的地方可先写好代码文档,难的地方现场写。2.实战项目会讲解这样的涉及linux网关/服务器相关项目(不限于,请多提建议):                   定位为:快速掌握项目开发经验,丰满简历。涉及的每一部分都会讲,比如如果涉及蓝牙,在这里只会讲怎么使用,让你能写出程序;如果要深入,可以看后面的蓝牙专题。3. 驱动大全包括基础驱动、高级驱动。这些驱动都是独立成章,深入讲解。虽然基础驱动弱化了,但是作为Linux系统开发人员,这是必备技能,并且从驱动理解内核是一个好方法。在讲解这些驱动时,会把驱动的运行环境,比如内核调度,进程线程等概念也讲出来,这样就可以搭建一个知识体系。没有这些知识体系的话,对驱动理解就太肤浅了,等于在Linux框架下写裸机,一叶障目,不见泰山。定位为:工具、字典,用到再学习。4. 专题想深入学习的任何内容,都可独立为专题。比如U-boot专题、内核内存管理专题、systemtap调试专题。
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