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