Linux 驱动开发之WIFI设备分析3

Linux 驱动开发之WIFI设备分析3（基于Linux6.6）---SDIO接口WiFi介绍

一、SDIO相关基础知识解析

1、SDIO接口

SDIO 故名思义，就是 SD 的 I/O 接口（interface）的意思，不过这样解释可能还有点抽像。更具体的说明，SD 本来是记忆卡的标准，但是现在也可以把 SD 拿来插上一些外围接口使用，这样的技术便是 SDIO。

所以 SDIO 本身是一种相当单纯的技术，透过 SD 的 I/O 接脚来连接外部外围，并且透过 SD 上的 I/O 数据接位与这些外围传输数据，而且 SD 协会会员也推出很完整的 SDIO stack 驱动程序，使得 SDIO 外围（我们称为SDIO 卡）的开发与应用变得相当热门。

现在已经有非常多的手机或是手持装置都支持 SDIO 的功能（SD 标准原本就是针对 mobile device 而制定），而且许多 SDIO 外围也都被开发出来，让手机外接外围更加容易，并且开发上更有弹性（不需要内建外围）。目前常见的 SDIO 外围（SDIO 卡）有：

· Wi-Fi card（无线网络卡） 

· CMOS sensor card（照相模块） 

· GPS card 

· GSM/GPRS modem card 

· Bluetooth card 

SDIO 的应用将是未来嵌入式系统最重要的接口技术之一，并且也会取代目前 GPIO 式的 SPI 接口。

2、SDIO总线

      SDIO总线 和 USB总线 类似，SDIO也有两端，其中一端是HOST端，另一端是device端。所有的通信都是由HOST端 发送 命令 开始的，Device端只要能解析命令，就可以相互通信。

CLK信号:HOST给DEVICE的 时钟信号，每个时钟周期传输一个命令。

CMD信号：双向 的信号，用于传送 命令 和 反应。

DAT0-DAT3 信号:四条用于传送的数据线。

VDD信号:电源信号。

VSS1，VSS2:电源地信号。

3、SDIO热插拔原理

方法：设置一个 定时器检查 或 插拔中断检测

硬件：假如GPG10（EINT18）用于SD卡检测

GPG10 为高电平 即没有插入SD卡

GPG10为低电平  即插入了SD卡

4、SDIO命令

SDIO总线上都是HOST端发起请求，然后DEVICE端回应请求。sdio命令由6个字节组成。

a -- Command:用于开始传输的命令，是由HOST端发往DEVICE端的。其中命令是通过CMD信号线传送的。

b -- Response:回应是DEVICE返回的HOST的命令，作为Command的回应。也是通过CMD线传送的。

c -- Data:数据是双向的传送的。可以设置为1线模式，也可以设置为4线模式。数据是通过DAT0-DAT3信号线传输的。

SDIO的每次操作都是由HOST在CMD线上发起一个CMD，对于有的CMD，DEVICE需要返回Response，有的则不需要。

对于读命令，首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个读传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。

对于写命令，首先HOST会向DEVICE发送命令，紧接着DEVICE会返回一个握手信号，此时，当HOST收到回应的握手信号后，会将数据放在4位的数据线上，在传送数据的同时会跟随着CRC校验码。当整个写传送完毕后，HOST会再次发送一个命令，通知DEVICE操作完毕，DEVICE同时会返回一个响应。

二、SDIO接口驱动

前面讲到，SDIO接口的wifi，首先，它是一个sdio的卡的设备，然后具备了wifi的功能，所以SDIO接口的WiFi驱动就是在wifi驱动外面套上了一个SDIO驱动的外壳，

在 Linux 内核中，设备驱动的设计通常遵循分层结构，即将不同层次的功能进行模块化，以便于管理、扩展和维护。主要的设计思想包括：

1. 硬件抽象层：提供对不同硬件设备的统一接口，使得上层软件不需要直接与硬件打交道。硬件的细节和实现被封装在较低层，驱动程序仅关心上层所需的接口。

2. 分离硬件与操作系统的依赖：驱动程序不仅要能在不同的硬件上运行，还要与操作系统的其他部分进行适配和配合。因此，硬件相关的代码和操作系统核心代码应当分离，减少耦合。

3. 设备类型抽象：不同种类的设备（如块设备、字符设备、网络设备等）会有不同的处理方式，驱动程序通过在内核中对设备进行类型化，来实现设备与操作系统的松耦合。

下面先分析SDIO接口驱动的实现，看几个重要的数据结构（用于核心层与主机驱动层 的数据交换处理）。

include/linux/mmc/host.h 

struct mmc_host     用来描述卡控制器

struct mmc_card     用来描述卡

struct mmc_driver  用来描述 mmc 卡驱动

struct sdio_func      用来描述 功能设备

struct mmc_host_ops   用来描述卡控制器操作接口函数功能，用于从 主机控制器层向 core 层注册操作函数，从而将core 层与具体的主机控制器隔离。也就是说 core 要操作主机控制器，就用这个 ops 当中给的函数指针操作，不能直接调用具体主控制器的函数。

2.1、编写Host层驱动

例：drivers/mmc/host/s3cmci.c

MODULE_DEVICE_TABLE(platform, s3cmci_driver_ids);

static struct platform_driver s3cmci_driver = {
	.driver	= {
		.name	= "s3c-sdi",
		.probe_type = PROBE_PREFER_ASYNCHRONOUS,
		.of_match_table = s3cmci_dt_match,
	},
	.id_table	= s3cmci_driver_ids,
	.probe		= s3cmci_probe,
	.remove		= s3cmci_remove,
	.shutdown	= s3cmci_shutdown,
};

module_platform_driver(s3cmci_driver);

s3cmci_probe(struct platform_device *pdev)
{
	//....
	struct mmc_host *mmc;
	mmc = mmc_alloc_host(sizeof(struct s3cmci_host), &pdev->dev);  //分配mmc_host结构体
 
	//.....
}
 
/*注册中断处理函数s3cmci_irq,来处理数据收发过程引起的各种中断*/
request_irq(host->irq, s3cmci_irq, 0, DRIVER_NAME, host) //注册中断处理函数s3cmci_irq
 
/*注册中断处理s3cmci_irq_cd函数,来处理热拨插引起的中断，中断触发的形式为上升沿、下降沿触发*/
request_irq(host->irq_cd, s3cmci_irq_cd,IRQF_TRIGGER_RISING |IRQF_TRIGGER_FALLING, DRIVER_NAME, host)
 
mmc_add_host(mmc);  //initialise host hardware //向MMC core注册host驱动
----> device_add(&host->class_dev); //添加设备到mmc_bus_type总线上的设备链表中
----> mmc_start_host(host); //启动mmc host
 
/*MMC drivers should call this when they detect a card has been inserted or removed.检测sd卡是否插上或移除*/
 ---->mmc_detect_change(host, 0);
 
/*Schedule delayed work in the MMC work queue.调度延时工作队列*/
 mmc_schedule_delayed_work(&host->detect, delay);

搜索host->detected得到以下信息：

drivers/mmc/core/host.c

NIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan);
 
mmc_rescan(struct work_struct *work)
---->mmc_bus_put(host);//card 从bus上移除时，释放它占有的总线空间
 
/*判断当前mmc host控制器是否被占用,当前mmc控制器如果被占用,那么  host->claimed = 1;否则为0
 *如果为1,那么会在while(1)循环中调用schedule切换出自己,当占用mmc控制器的操作完成之后,执行 *mmc_release_host()的时候,会激活登记到等待队列&host->wq中的其他 程序获得mmc主控制器的使用权
 */
mmc_claim_host(host);
     mmc_rescan_try_freq(host, max(freqs[i], host->f_min)；
 
static int mmc_rescan_try_freq(struct mmc_host *host, unsigned freq)
{
     …
     /* Order's important: probe SDIO, then SD, then MMC */
     if (!mmc_attach_sdio(host))
          return 0;
     if (!mmc_attach_sd(host))
         return 0;
     if (!mmc_attach_mmc(host))
         return 0;
        ….
}
 
mmc_attach_sdio(struct mmc_host *host)  //匹配sdio接口卡
     --->mmc_attach_bus(host, &mmc_sdio_ops);
 
/*当card与总线上的驱动匹配，就初始化card*/
mmc_sdio_init_card(host, host->ocr, NULL, 0); 
    --->card = mmc_alloc_card(host, NULL);//分配一个card结构体
          mmc_set_bus_mode(host, MMC_BUSMODE_PUSHPULL); //设置mmc_bus的工作模式
 
struct sdio_func *sdio_func[SDIO_MAX_FUNCS]; //SDIO functions (devices)
 
sdio_init_func(host->card, i + 1);
    --->func = sdio_alloc_func(card); //分配struct sdio_fun（sdio功能设备）结构体
          mmc_io_rw_direct（）;
          card->sdio_func[fn - 1] = func;
 
mmc_add_card(host->card);  //将具体的sdio设备挂载到mmc_bus_types 总线
sdio_add_func(host->card->sdio_func[i]); //将sdio功能设备挂载到sdio_bus_types总线

2.2、SDIO设备的热插拔

当插拔SDIO设备，会触发中断通知到CPU，然后执行卡检测中断处理函数在这个中断服务函数中，mmc_detect_change->mmc_schedule_delayed_work(&host->detect,delay), INIT_DELAYED_WORK(&host->detect, mmc_rescan)会调度mmc_rescan函数延时调度工作队列，这样也会触发SDIO设备的初始化流程，检测到有效的SDIO设备后，会将它注册到系统中去。

static irqreturn_t s3cmci_irq_cd(int irq, void *dev_id)
{
     struct s3cmci_host *host = (struct s3cmci_host *)dev_id;
     ........
     mmc_detect_change(host->mmc, msecs_to_jiffies(500));
 
     return IRQ_HANDLED;
}

三、wifi 驱动部分解析

Linux Wi-Fi 驱动的通用软件架构的各个主要组成部分：

1. 硬件抽象层（HAL）

硬件抽象层是 Wi-Fi 驱动的底层部分，它负责与 Wi-Fi 硬件设备直接交互，管理与硬件相关的操作，如初始化、数据传输、信号处理等。

• 硬件控制：Wi-Fi 控制器的初始化、关闭、重置等。
• 数据传输：Wi-Fi 驱动负责处理与硬件的数据交换，包括信号的收发。
• 信号处理：Wi-Fi 驱动会处理与信号强度、链路质量等相关的操作。
• 中断处理：驱动负责处理中断，并将硬件事件通知上层软件（如数据包的接收、传输完成通知等）。

在大多数情况下，硬件抽象层（HAL）是特定于硬件的，这意味着不同的 Wi-Fi 硬件会有不同的 HAL。

2. 网卡驱动（NIC Driver）

网卡驱动（Network Interface Card Driver）是与硬件设备进行交互的驱动程序，它负责将从硬件中获取的数据传递到 Linux 内核中的网络子系统，并处理通过网络栈发送的数据包。

网卡驱动包含以下功能：

• 初始化与配置：为 Wi-Fi 卡配置正确的硬件资源（如内存、DMA、IO 映射等）并完成初始化。
• 发送与接收数据包：从上层协议栈（如 TCP/IP 协议栈）获取数据包并通过硬件发送出去，同时接收硬件发来的数据并转交给上层网络协议栈。
• 管理无线链路：例如，连接、断开、扫描周围网络等功能。
• 中断处理：处理硬件中断，并将事件传递给上层。
• 资源管理：包括管理缓冲区、DMA（直接内存存取）和内存等资源。

网卡驱动通过 Linux 的 mac80211 子系统进行与网络栈的交互，通常使用 cfg80211 和 mac80211 协议栈来处理无线网络通信。

3. 无线协议栈

无线协议栈是管理 Wi-Fi 连接的关键部分，主要负责以下几个方面：

cfg80211

cfg80211 是 Linux 内核中用于支持无线设备的配置和管理的子系统，它是 Wi-Fi 驱动的核心协议层，处理与无线硬件设备的交互。其主要功能包括：

• 扫描：扫描可用的 Wi-Fi 网络并返回扫描结果。
• 连接管理：负责连接到指定的 Wi-Fi 网络、加入或离开一个无线网络。
• 信号强度报告：向用户空间报告无线信号的强度、质量等。
• 频道管理：管理无线信号的频道选择和切换。
• 多频段支持：支持 2.4 GHz、5 GHz 以及未来的 6 GHz 频段。

mac80211

mac80211 是 Linux 无线栈中的一个中间层，它基于 cfg80211 提供的功能来实现更高层的管理和控制。mac80211 主要实现 IEEE 802.11 无线协议标准的功能，提供如下功能：

• 数据包处理：包括数据包的加密、解密、封装、解封装等。
• 信道管理：管理无线信道的使用，包括信道切换、干扰避免等。
• 帧处理：负责无线帧的接收与发送（如控制帧、数据帧等）。
• 支持 802.11n/ac/ax 标准：实现高效的无线通信协议，支持 MIMO、波束成形、多用户 MIMO 等技术。

mac80211 通过与 cfg80211 协同工作，完成了大多数无线功能，而无需硬件驱动重复实现这些协议栈。

4. 用户空间接口

用户空间应用程序通过与内核的接口来控制和管理 Wi-Fi 设备，常见的接口包括：

wpa_supplicant

wpa_supplicant 是一个用户空间的程序，用于管理 Wi-Fi 连接。它与 cfg80211 和 mac80211 协同工作，提供以下功能：

• 无线网络认证：支持 WPA、WPA2、WPA3 等无线安全协议。
• 自动连接：通过扫描可用的网络并选择合适的网络进行连接。
• 连接配置：管理网络的配置文件，控制连接的参数。
• EAP（扩展认证协议）：支持企业网络中的 EAP 认证方式。

NetworkManager

NetworkManager 是一个高层的网络管理工具，提供统一的网络接口管理功能，支持有线、无线、VPN 等不同类型的连接。它通过 D-Bus 与 wpa_supplicant 和 cfg80211 协同工作，提供更简便的网络配置管理和自动化连接。

iw

iw 是一个用于配置无线设备的命令行工具，提供如网络扫描、信号强度检测、频道切换等操作功能。它通过与 cfg80211 进行交互，实现对无线设备的管理。

5. 系统资源管理

Wi-Fi 驱动需要与 Linux 内核的资源管理系统紧密配合，确保对硬件资源（如内存、IRQ、DMA 等）的高效管理。它包括：

• 内存管理：如 DMA（直接内存存取）的内存分配和释放。
• 中断管理：通过请求中断线、处理硬件中断并传递信息到上层。
• 电源管理：Wi-Fi 驱动通常会集成省电机制，在设备空闲时自动进入低功耗模式。

6. 调度与同步

Wi-Fi 驱动需要通过多线程和中断机制进行数据的异步处理。调度机制确保 Wi-Fi 驱动和网络栈的任务能够有效地并发执行。同步机制则避免了资源竞争，确保数据包能够在适当的时机被发送或接收。      

SDIO设备的驱动由sdio_driver结构体定义，sdio_driver其实是driver的封装。通过sdio_register_driver函数将SDIO设备驱动加载进内核，其实就是挂载到sdio_bus_type总线上去。

3.1、设备驱动的注册与匹配

drivers/net/wireless/marvell/libertas/if_sdio.c

/* SDIO function device driver*/
 
struct sdio_driver {
     char *name;  //设备名
     const struct sdio_device_id *id_table; //设备驱动ID
     int (*probe)(struct sdio_func *, const struct sdio_device_id *);//匹配函数
     void (*remove)(struct sdio_func *);
     struct device_driver drv;
};

下面是具体函数的填充：

static struct sdio_driver if_sdio_driver = {
     .name         = "libertas_sdio",
     .id_table = if_sdio_ids,  //用于设备与驱动的匹配
     .probe        = if_sdio_probe,
     .remove       = if_sdio_remove,
     .drv = {
         .pm = &if_sdio_pm_ops,
         }
};

设备注册函数

/**
 *   sdio_register_driver - register a function driver
 *   @drv: SDIO function driver
 */
 
int sdio_register_driver(struct sdio_driver *drv)
{
     drv->drv.name = drv->name;
     drv->drv.bus = &sdio_bus_type;  //设置driver的bus为sdio_bus_type
     return driver_register(&drv->drv);
}

注意：设备或者驱动注册到系统中的过程中，都会调用相应bus上的匹配函数来进行匹配合适的驱动或者设备，对于sdio设备的匹配是由sdio_bus_match和sdio_bus_probe函数来完成。

sdio_bus_match(struct 

static int sdio_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
     struct sdio_func *func = dev_to_sdio_func(dev);
     struct sdio_driver *sdrv = to_sdio_driver(drv); 
     if (sdio_match_device(func, sdrv))
         return 1; 
 
     return 0;
}
 
static const struct sdio_device_id *sdio_match_device(struct sdio_func *func,
     struct sdio_driver *sdrv)
{
     const struct sdio_device_id *ids;
     ids = sdrv->id_table;           
 
    if (sdio_match_one(func, ids))
                   return ids;
}

由以上匹配过程来看，通过匹配id_table 和 sdio_driver设备驱动中id，来匹配合适的驱动或设备。最终会调用.probe函数，来完成相关操作。

3.2、If_sdio_probe函数

当检测到sdio卡插入了之后就会调用If_sdio_probe，而当卡被移除后就会调用If_sdio_remove。

下面先看下If_sdio_probet函数，if_sdio_prob 函数 主要做了两件事  

static struct sdio_driver if_sdio_driver = {
 .name  = "libertas_sdio",
 .id_table = if_sdio_ids,   //用于设备和驱动的匹配
 .probe  = if_sdio_probe,
 .remove  = if_sdio_remove,
 .drv = {
  .pm = &if_sdio_pm_ops,
 },
};
 
 
1 //定义一个 if_sdio  card的结构体
 struct if_sdio_card *card;
 struct if_sdio_packet *packet;  //sdio 包的结构体 
 struct mmc_host *host = func->card->host;
 
 // 查询是否有指定的功能寄存器在mmc
   //_sdio_card中
 for (i = 0;i < func->card->num_info;i++) {
  if (sscanf(func->card->info[i],
    "802.11 SDIO ID: %x", &model) == 1)
 
//在这里进行片选  选择到我们使用的marvell 8686 的设备
case MODEL_8686:
  card->scratch_reg = IF_SDIO_SCRATCH;
 
 
//创建sdio 的工作队列 
card->workqueue = create_workqueue("libertas_sdio");
//调用下面的函数
INIT_WORK(&card->packet_worker, if_sdio_host_to_card_worker);
 
 
//主机到卡的工作队列
static void if_sdio_host_to_card_worker(struct work_struct *work)
 
 /* Check if we support this card  选择我们所支持的卡的类型*/
  //赋值为sd8686_helper.bin   sd8686.bin
/*fw_table 中的  MODEL_8686, "sd8686_helper.bin", "sd8686.bin" },*/
 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fw_table); i++) {
      if (card->model == fw_table[i].model)
           break;
 }
 { MODEL_8688, "libertas/sd8688_helper.bin", "libertas/sd8688.bin" },
 
//申请一个host
sdio_claim_host(func);
//使能sdio 的功能 寄存器
ret = sdio_enable_func(func);
if (ret)
  goto release;
2//申请 sdio 的中断  当有数据  ,命令 或者是事件 的时间执行中断
ret = sdio_claim_irq(func, if_sdio_interrupt);
ret = if_sdio_card_to_host(card);  //从无线网卡接收到数据 或者说是上报数据
ret = if_sdio_handle_data(card, card->buffer + 4, chunk - 4);   //接收数据的处理 
ret = if_sdio_handle_cmd(card, card->buffer + 4, chunk - 4);   //处理申请的命令中断
ret = if_sdio_handle_event(card, card->buffer + 4, chunk - 4);//处理申请的事件中断
//添加网络结构体  分配设备并注册
priv = lbs_add_card(card, &func->dev);
//分配Ethernet设备并注册 
 wdev = lbs_cfg_alloc(dmdev);
//802无线网的具体的操作函数 
wdev->wiphy = wiphy_new(&lbs_cfg80211_ops, sizeof(struct lbs_private));
 
//分配网络设备是整个网络部分操作的
//的核心结构体
dev = alloc_netdev(0, "wlan%d", ether_setup);  //实例化wlan0的属性
dev->ieee80211_ptr = wdev;
 dev->ml_priv = priv;
 //设置设备的物理地址 
 SET_NETDEV_DEV(dev, dmdev);
 wdev->netdev = dev;
 priv->dev = dev;
   //初始化网络设备 ops.  看门狗  
  dev->netdev_ops = &lbs_netdev_ops;    //网络设备的具体的操作函数 
 dev->watchdog_timeo = 5 * HZ;
 dev->ethtool_ops = &lbs_ethtool_ops;   
 dev->flags |= IFF_BROADCAST | IFF_MULTICAST;  //广播或者多播
 
 
 
 //启动一个内核线程来管理这个网络设备的数据发送,事件的处理(卡的拔出)和一些命令的处理 
 priv->main_thread = kthread_run(lbs_thread, dev, "lbs_main");
//初始化相关的工作队列
 priv->work_thread = create_singlethread_workqueue("lbs_worker");
 INIT_WORK(&priv->mcast_work, lbs_set_mcast_worker);
 priv->wol_criteria = EHS_REMOVE_WAKEUP;
 priv->wol_gpio = 0xff;
 priv->wol_gap = 20;
 priv->ehs_remove_supported = true;
 
 
 //设置私有变量 
//设置主机发送数据到卡
 priv->hw_host_to_card = if_sdio_host_to_card;
 priv->enter_deep_sleep = if_sdio_enter_deep_sleep;
 priv->exit_deep_sleep = if_sdio_exit_deep_sleep;
 priv->reset_deep_sleep_wakeup = if_sdio_reset_deep_sleep_wakeup;
 sdio_claim_host(func);  
  //启动卡设备 
 ret = lbs_start_card(priv);
 if (lbs_cfg_register(priv)) 
 ret = register_netdev(priv->dev);
 err = register_netdevice(dev);
 
//具体的wifi设备驱动功能 
//网络设备操作的具体函数 
static const struct net_device_ops lbs_netdev_ops = {
 .ndo_open   = lbs_dev_open,   //打开
 .ndo_stop  = lbs_eth_stop,  //停止
 .ndo_start_xmit  = lbs_hard_start_xmit,   //开始发送数据
 .ndo_set_mac_address = lbs_set_mac_address,   //设置mac地址 
 .ndo_tx_timeout  = lbs_tx_timeout,    //发送超时
 .ndo_set_multicast_list = lbs_set_multicast_list,   //多播地址
 .ndo_change_mtu  = eth_change_mtu,  //最大传输单元
 .ndo_validate_addr = eth_validate_addr,  //判断地址的有效性 

3.3、数据的接收,通过中断的方式来解决

网络设备接收数据的主要方法是由中断引发设备的中断处理函数，中断处理函数判断中断的类型，如果为接收中断，则读取接收到的数据，分配sk_buff数据结构和数据缓冲区，并将接收的数据复制到数据缓存区，并调用netif_rx()函数将sk_buff传递给上层协议。

搜索if_sdio_interrupt，可知道它是在if_sdio.c文件中if_sdio_probe()函数中sdio_claim_irq(func, if_sdio_interrupt) ，func->irq_handler = if_sdio_interrupt。当s3cmci_irq中断处理函数的S3C2410_SDIIMSK_SDIOIRQ 中断被触发时将调用if_sdio_interrupt()函数，进行接收数据。

static void if_sdio_interrupt(struct sdio_func *func)
 
ret = if_sdio_card_to_host(card);  //从无线网卡接收到数据 或者说是上报数据
//读取端口上的数据 ,放到card的buffer中 
 ret = sdio_readsb(card->func, card->buffer, card->ioport, chunk);
1.在这里一方面处理中断  还有2 
 switch (type) {   //处理cmd   data  event的请求 
 case MVMS_CMD:
  ret = if_sdio_handle_cmd(card, card->buffer + 4, chunk - 4);   //处理申请的命令中断
  if (ret)
   goto out;
  break;
 case MVMS_DAT:
  ret = if_sdio_handle_data(card, card->buffer + 4, chunk - 4);//处理申请的数据中断 
  if (ret)
   goto out;
  break;
 case MVMS_EVENT:
  ret = if_sdio_handle_event(card, card->buffer + 4, chunk - 4);//处理申请的事件中断
 
//读取包的过程 
 lbs_process_rxed_packet(card->priv, skb);
 
 //如果是中断 ,就把skb这个包提交给协议层,这个函数是
 //协议层提供的  netif_rx(skb)
 if (in_interrupt())
  netif_rx(skb);    //提交给协议层 
 
 
2//读取端口上的数据 ,放到card的buffer中 
 ret = sdio_readsb(card->func, card->buffer, card->ioport, chunk);
//读取地址,目的地址,数量 等
int sdio_readsb(struct sdio_func *func, void *dst, unsigned int addr, int count)
 
         return sdio_io_rw_ext_helper(func, 0, addr, 0, dst, count);
 
                ret = mmc_io_rw_extended(func->card, write,func->num, addr, incr_addr, buf,blocks, func->cur_blksize);
                         cmd.arg = write ? 0x80000000 : 0x00000000;
                                
                    //wait for  request  
                     mmc_wait_for_req(card->host, &mrq);
                        开始应答 
                         mmc_start_request(host, mrq);
                         wait_for_completion(&complete);
                                    
                             host->ops->request(host, mrq);

3.4、 数据发送

//IP层通过dev_queue_xmit()将数据交给网络设备协议接口层,网络接口层通过netdevice中的注册函数的数据发送函数
int dev_queue_xmit(struct sk_buff *skb)
 
    if (!netif_tx_queue_stopped(txq)) {
    __this_cpu_inc(xmit_recursion);
   //设备硬件开始发送  
    rc = dev_hard_start_xmit(skb, dev, txq);
  //调用wifi网络中的ops 
 
  rc = ops->ndo_start_xmit(skb, dev);
 
  dev->netdev_ops = &lbs_netdev_ops;    //设备的操作函数 
 
 //处理sdio firware数据和内核的数据main_thread 主线程  
 priv->main_thread = kthread_run(lbs_thread, dev, "lbs_main");
 
   //调用host_to_card   即if_sdio_card_to_host函数。 
   int ret = priv->hw_host_to_card(priv, MVMS_DAT,priv->tx_pending_buf,priv->tx_pending_len);
为什么是if_sdio_to_host呢 ?因为在prob函数中定义了这一个
//设置主机发送数据到卡
 priv->hw_host_to_card = if_sdio_host_to_card;
   
static int if_sdio_host_to_card(struct lbs_private *priv,u8 type, u8 *buf, u16 nb)
      //把buf中的数据 copy到sdio 包中,在对sdio 的包进行处理
         memcpy(packet->buffer + 4, buf, nb);
//创建工作队列  
         queue_work(card->workqueue, &card->packet_worker);
 //初始化队列  
 INIT_WORK(&card->packet_worker, if_sdio_host_to_card_worker);
 
 //sdio的写数据   
   ret = sdio_writesb(card->func, card->ioport, packet->buffer, packet->nb);
         //mmc写扩展口 
               ret = mmc_io_rw_extended(func->card, write,func->num, addr, incr_addr, buf,blocks, func->cur_blksize);
 
                    //wait for  request  
                                 mmc_wait_for_req(card->host, &mrq);
                                  
                             mrq->done_data = &complete;
                             mrq->done = mmc_wait_done;
                             mmc_start_request(host, mrq);
                                //完成等待 写数据结束 
                             wait_for_completion(&complete);
 
 
                             host->ops->request(host, mrq);
   //到底结束  发送数据  

3.5、移除函数

当sdio卡拔除时，驱动会调用该函数，完成相应操作。如释放占有的资源，禁止func功能函数，释放host。

if_sdio_remove(struct sdio_func *func)
---->lbs_stop_card(card->priv);
     lbs_remove_card(card->priv);
     ---->kthread_stop(priv->main_thread);  //终止内核线程
 
         lbs_free_adapter(priv);
         lbs_cfg_free(priv);
          free_netdev(dev);
 
     flush_workqueue(card->workqueue);  //刷新工作队列
     destroy_workqueue(card->workqueue);
     sdio_claim_host(func);
     sdio_release_irq(func);
     sdio_disable_func(func);
      sdio_release_host(func);

四、举例应用

1. 基于 SDIO 的 Wi-Fi 模块硬件平台

许多嵌入式设备（如智能手机、平板电脑、物联网设备）使用 SDIO 接口来连接 Wi-Fi 模块。例如：

• Broadcom BCM4330/BCM4334/BCM4335：这些 Broadcom Wi-Fi 芯片通常使用 SDIO 接口，广泛应用于嵌入式系统中，如手机和嵌入式 Linux 设备。
• Qualcomm Atheros AR6003：另一款常见的使用 SDIO 接口的 Wi-Fi 芯片，广泛应用于各种嵌入式设备。
• Realtek RTL8723BS：Realtek 提供的这款 Wi-Fi + Bluetooth 组合芯片支持 SDIO 接口，适用于小型嵌入式设备。

2. 在 Linux 上使用 SDIO Wi-Fi 驱动

在 Linux 系统中，使用 SDIO 接口的 Wi-Fi 模块通常需要特定的驱动程序来实现硬件与操作系统的通信。Linux 内核通常提供了对 SDIO Wi-Fi 模块的支持，但需要加载适当的驱动程序和配置。

以下是一些典型的步骤和流程，用于在 Linux 上配置和应用 SDIO 接口的 Wi-Fi 模块：

确保内核支持 SDIO 和 Wi-Fi 驱动

Linux 内核的配置中需要启用 SDIO 支持，以及支持相应 Wi-Fi 模块的驱动。以 Broadcom 和 Qualcomm 的芯片为例，通常需要启用以下内核选项：

1. SDIO 支持：

   • CONFIG_SDIO: 启用 SDIO 设备支持。
   • CONFIG_MMC: 启用 MMC/SD 卡支持（SDIO 是 MMC 协议的扩展）。

2. Wi-Fi 驱动：

   • CONFIG_BRCMFMAC: Broadcom Wi-Fi 驱动，支持 Broadcom SDIO 无线适配器。
   • CONFIG_ATH6KL: Qualcomm Atheros 的 Wi-Fi 驱动。
   • CONFIG_RTL8723BS: Realtek RTL8723BS Wi-Fi 驱动。

可以通过 make menuconfig 或 make xconfig 来配置内核。

加载 SDIO 驱动

在 Linux 内核启用了相应的驱动后，Wi-Fi 模块可以通过 SDIO 接口与内核进行通信。在设备启动时，系统会自动加载相应的 SDIO 驱动。

例如，Broadcom 的 SDIO Wi-Fi 驱动通常为 brcmfmac 驱动，而 Qualcomm Atheros 的 SDIO 驱动为 ath6kl_sdio。

你可以使用以下命令查看当前加载的 SDIO 设备驱动：

lsmod | grep brcmfmac

如果设备没有自动加载驱动，可以手动加载：

modprobe brcmfmac

配置和管理 Wi-Fi

配置和管理 SDIO Wi-Fi 模块通常依赖于 wpa_supplicant 和 NetworkManager 这类工具，它们为用户提供网络连接的管理界面。

1. wpa_supplicant： wpa_supplicant 是 Linux 系统中常用的无线连接管理工具，负责连接到 Wi-Fi 网络并管理认证过程。它通常会自动与 cfg80211 和 mac80211 进行交互，并支持使用 WPA/WPA2/WPA3 等安全协议。

   配置 Wi-Fi 连接时，可以在 /etc/wpa_supplicant.conf 文件中配置连接信息。例如：

network={
    ssid="your_network"
    psk="your_password"
}

然后通过以下命令启动 wpa_supplicant：

• sudo wpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant.conf
  

• NetworkManager： NetworkManager 是一个更高层的网络管理工具，可以简化 Wi-Fi 连接的管理。它支持图形界面（如 GNOME 或 KDE）和命令行工具 nmcli。

  可以通过 nmcli 命令连接 Wi-Fi 网络：

1. nmcli dev wifi connect "your_network" password "your_password"
   

3. 应用场景举例

嵌入式设备上的 Wi-Fi 连接

例如，一个基于 SDIO 的 Wi-Fi 模块（如 Broadcom BCM4334）被集成到一个嵌入式设备中，如基于 Linux 的智能家居设备、IoT 网关或嵌入式传感器。这些设备通常使用 SDIO 接口连接到 Wi-Fi 模块，以提供无线网络访问功能。

这些设备通过以下步骤使用 SDIO 接口和 Wi-Fi 驱动：

• 设备启动时，内核加载适当的 Wi-Fi 驱动（如 brcmfmac）。
• 用户通过 wpa_supplicant 配置连接到无线网络。
• 设备使用 Wi-Fi 连接与云平台或其他设备进行通信，提供远程控制或数据传输功能。

Wi-Fi 模块在物联网设备中的应用

在物联网（IoT）设备中，SDIO 接口的 Wi-Fi 模块常常被用来提供低功耗无线通信。例如，在一个远程监控系统中，设备通过 SDIO Wi-Fi 模块连接到家庭或企业的无线网络，上传采集到的数据或接收命令。

• 设备使用 SDIO 接口连接到 Wi-Fi 模块。
• 内核通过相应的驱动加载和管理设备，确保数据能够稳定传输。
• Wi-Fi 模块通过低功耗模式（如 802.11n 或 802.11ac）降低功耗，延长设备的电池寿命。

4. 调试和性能监控

在开发过程中，如果遇到问题，可以使用以下工具进行调试和性能监控：

• dmesg：查看内核日志，检查 SDIO 驱动和 Wi-Fi 连接的状态。

• dmesg | grep sdio
  dmesg | grep brcmfmac
  

• iwconfig：查看无线接口的状态和配置信息。

• iwconfig wlan0
  

• iw dev wlan0 link：查看当前 Wi-Fi 网络的连接状态。

iw dev wlan0 link