Android Wifi驱动--底层

Android Wifi驱动--底层

从framework到wpa_supplicant的适配层（wifi.c）网上介绍的帖子很多，而且本身也并不复杂，其中framework部分需要注意的是wifiService和wifiMoniter两部分，这两快一个是转发AP的CMD另一个是接收来自wpa_supplicant的CMD。他们与本地库的连接都是通过JNI方法，具体实现方法在android_net_wifi_Wifi.cpp中。在这个文件中可以大致看出AP会给wpa_supplicant下哪些命令。这些命令通过wifi.c的wifi_command发送给wpa_supplicant，在发送命令的过程中实际是调用wpa_ctrl_request来完成命令发送的，wpa_ctrl_request是通过socket的方式与wpa_supplicant进行通信的，然后通过wpa_ctrl_recv来接收来自wpa_supplicant的命令，并返回标识给wifi_wait_for_event。

      但是命令发到wpa_supplicant后的流程网上提到的资料就非常少了，不过由于wpa_supplicant是一个标准的开源项目，已经被移植到很多平台上，它中间的过程我暂时还没有去细看。比较关心的是wpa_supplicant在接收到上层的命令后是怎么将命令发给DRIVER的，DRIVER在接收到命令后的解析的动作以及之后调用驱动功能函数的流程以及驱动对寄存器控制的细节。由于需要注意代码保密，之后不会提及具体使用了哪块WIFI芯片也不会提及此WIFI DRIVER是在什么平台什么产品。

       先贴一张wpa_supplicant的标准结构框图：

 

        重点关注框图的下半部分，即wpa_supplicant是如何与DRIVER进行联系的。整个过程暂以AP发出SCAN命令为主线。由于现在大部分WIFI DRIVER都支持wext,所以就假设我们的设备走的是wext这条线，其实用ndis也一样，流程感觉差不多。

       首先要说的是，在Driver.h文件中有个结构体wpa_driver_ops:

/**
 * struct wpa_driver_ops - Driver interface API definition
 *
 * This structure defines the API that each driver interface needs to implement
 * for core wpa_supplicant code. All driver specific functionality is captured
 * in this wrapper.
 */
struct wpa_driver_ops 

         这个结构体在Driver.c中被声明为：

#ifdef CONFIG_DRIVER_WEXT
extern struct wpa_driver_ops wpa_driver_wext_ops; /* driver_wext.c */

       然后在driver_wext.c填写了结构体的成员，

const struct wpa_driver_ops wpa_driver_wext_ops = {
    .name = "wext",
    .desc = "Linux wireless extensions (generic)",
    .get_bssid = wpa_driver_wext_get_bssid,
    .get_ssid = wpa_driver_wext_get_ssid,
    .set_wpa = wpa_driver_wext_set_wpa,
    .set_key = wpa_driver_wext_set_key,
    .set_countermeasures = wpa_driver_wext_set_countermeasures,
    .set_drop_unencrypted = wpa_driver_wext_set_drop_unencrypted,
    .scan = wpa_driver_wext_scan,
    .combo_scan = wpa_driver_wext_combo_scan,
    .get_scan_results2 = wpa_driver_wext_get_scan_results,
    .deauthenticate = wpa_driver_wext_deauthenticate,
    .disassociate = wpa_driver_wext_disassociate,
    .set_mode = wpa_driver_wext_set_mode,
    .associate = wpa_driver_wext_associate,
    .set_auth_alg = wpa_driver_wext_set_auth_alg,
    .init = wpa_driver_wext_init,
    .deinit = wpa_driver_wext_deinit,
    .add_pmkid = wpa_driver_wext_add_pmkid,
    .remove_pmkid = wpa_driver_wext_remove_pmkid,
    .flush_pmkid = wpa_driver_wext_flush_pmkid,
    .get_capa = wpa_driver_wext_get_capa,
    .set_operstate = wpa_driver_wext_set_operstate,
#ifdef ANDROID
    .driver_cmd = wpa_driver_priv_driver_cmd,
#endif
};

这些成员其实都是驱动和wpa_supplicant的接口，以SCAN为例：

int wpa_driver_wext_scan(void *priv, const u8 *ssid, size_t ssid_len)

中的LINE1174：if (ioctl(drv->ioctl_sock, SIOCSIWSCAN, &iwr) < 0）从这里可以看出wpa_cupplicant是通过IOCTL来调用SOCKET与DRIVER进行通信的，并给DRIVER下达SIOCSIWSCAN这个命令。

       这样，一个命令从AP到FRAMEWORK到C++本地库再到wpa_supplicant适配层，再由wpa_supplicant下CMD给DRIVER的路线就打通了，写起来虽然不多但也是一点小成果。

 

由于在这个项目中，WIFI模块是采用SDIO总线来控制的，所以先记录下CLIENT DRIVER的SDIO部分的结构，这部分的SDIO分为三层：SdioDrv、SdioAdapter、SdioBusDrv。其中SdioBusDrv是Client Driver中SDIO与WIFI模块的接口，SdioAdapter是SdioDrv和SdioBusDrv之间的适配层，SdioDrv是Client Driver中SDIO与LINUX KERNEL中的MMC SDIO的接口。这三部分只需要关注一下SdioDrv就可以了，另外两层都只是对它的封装罢了。 

在SdioDrv中提供了这几个功能：

 （1）static struct sdio_driver tiwlan_sdio_drv = {
    .probe          = tiwlan_sdio_probe,
    .remove         = tiwlan_sdio_remove,
    .name           = "sdio_tiwlan",
    .id_table       = tiwl12xx_devices,
};

 （2）int sdioDrv_EnableFunction(unsigned int uFunc)  

 （3）int sdioDrv_EnableInterrupt(unsigned int uFunc)

 （4）SDIO的读写，实际是调用了MMC\Core中的  static int mmc_io_rw_direct_host（）功能。

SDIO功能部分简单了解下就可以，一般HOST部分芯片厂商都会做好。我的主要任务还是WIFI模块。

       首先从WIFI模块的入口函数wlanDrvIf_ModuleInit（）看起，这里调用了wlanDrvIf_Create（）。

代码主体部分：

static int wlanDrvIf_Create (void)
{
    TWlanDrvIfObj *drv; //这个结构体为代表设备，包含LINUX网络设备结构体net_device

    pDrvStaticHandle = drv;  /* save for module destroy */

    drv->pWorkQueue = create_singlethread_workqueue (TIWLAN_DRV_NAME);//创建了工作队列

    /* Setup driver network interface. */
    rc = wlanDrvIf_SetupNetif (drv);  //这个函数超级重要，后面详细的看

    drv->wl_sock = netlink_kernel_create( NETLINK_USERSOCK, 0, NULL, NULL, THIS_MODULE );

    // 创建了接受wpa_supplicant的SOCKET接口

    /* Create all driver modules and link their handles */
    rc = drvMain_Create (drv,
                    &drv->tCommon.hDrvMain, 
                    &drv->tCommon.hCmdHndlr, 
                    &drv->tCommon.hContext, 
                    &drv->tCommon.hTxDataQ,
                    &drv->tCommon.hTxMgmtQ,
                    &drv->tCommon.hTxCtrl,
                    &drv->tCommon.hTWD,
                    &drv->tCommon.hEvHandler,
                    &drv->tCommon.hCmdDispatch,
                    &drv->tCommon.hReport,
                    &drv->tCommon.hPwrState);
   
    /* 
     *  Initialize interrupts (or polling mode for debug):
     */

    /* Normal mode: Interrupts (the default mode) */
    rc = hPlatform_initInterrupt (drv, (void*)wlanDrvIf_HandleInterrupt);
   
   return 0;

}

      在调用完wlanDrvIf_Create()这个函数后，实际上WIFI模块的初始化就结束了，下面分析如何初始化的。先看wlanDrvIf_SetupNetif (drv)这个函数的主体，

static int wlanDrvIf_SetupNetif (TWlanDrvIfObj *drv)
{
   struct net_device *dev;
   int res;

   /* Allocate network interface structure for the driver */
   dev = alloc_etherdev (0);//申请LINUX网络设备
   if (dev == NULL)

   /* Setup the network interface */
   ether_setup (dev);//建立网络接口 ，这两个都是LINUX网络设备驱动的标准函数

   dev->netdev_ops = &wlan_netdev_ops;

   /* Initialize Wireless Extensions interface (WEXT) */
   wlanDrvWext_Init (dev);

   res = register_netdev (dev);

   /* Setup power-management callbacks */
   hPlatform_SetupPm(wlanDrvIf_Suspend, wlanDrvIf_Resume, pDrvStaticHandle);

}

注意，在这里初始化了wlanDrvWext_Inti(dev)，这就说明wpa_supplicant与Driver直接的联系是走的WEXT这条路。也就是说event的接收，处理也应该是在WEXT部分来做的，确定这个，剩下的工作量顿减三分之一，哈哈哈。后面还注册了网络设备dev。而在wlan_netdev_ops中定义的功能如下：

static const struct net_device_ops wlan_netdev_ops = {
        .ndo_open             = wlanDrvIf_Open,
        .ndo_stop             = wlanDrvIf_Release,
        .ndo_do_ioctl         = NULL,

        .ndo_start_xmit       = wlanDrvIf_Xmit,
        .ndo_get_stats        = wlanDrvIf_NetGetStat,
        .ndo_validate_addr    = NULL,

};

功能一看名字就知道了，不说了，这几个对应的都是LINUX网络设备驱动都有的命令字，详见《LINUX设备驱动开发详解》第十六章。

在这之后，又调用了rc =drvMain_CreateI。

在这个函数里完成了相关模块的初始化工作。具体不说了。接下来就是等待Android上层发送来的事件了。