WLAN驅(qū)動架構的組成和各部件的功能

作者：徐賽

WLAN驅(qū)動概述

WLAN 是基于 HDF（Hardware Driver Foundation）驅(qū)動框架開發(fā)的模塊，該模塊可實現(xiàn)跨操作系統(tǒng)遷移、自適應器件差異、模塊化拼裝編譯等功能。從而降低 WLAN 驅(qū)動開發(fā)的難度，減少 WLAN 驅(qū)動移植和開發(fā)的工作量。

本文主要分析 WLAN 驅(qū)動架構的組成和各部件的功能，WLAN 芯片廠商通過本框架如何進行各自驅(qū)動的開發(fā)，以及如何使用 HAL 接口。

WLAN驅(qū)動架構介紹

驅(qū)動架構主要由 Module、NetDevice、NetBuf、BUS、HAL、Client 和 Message 這七個部分組成。

Module

Module 基于 HDF 驅(qū)動框架實現(xiàn) WLAN 框架的啟動加載、配置文件的解析、設備驅(qū)動的初始化和芯片驅(qū)動的初始化等功能，根據(jù) WLAN 的功能特性，劃分 Base、AP、STA 等部件，對控制流的命令和事件進行統(tǒng)一管理。

NetDevice

NetDevice 用于建立專屬網(wǎng)絡設備，屏蔽不同 OS 的差異，對 WIFI 驅(qū)動提供統(tǒng)一接口，提供統(tǒng)一的 HDF NetDevice 數(shù)據(jù)結(jié)構，及其統(tǒng)一管理、注冊、去注冊能力；對接富設備上的 Linux 的網(wǎng)絡設備層；對接輕設備上的 Linux 的網(wǎng)絡設備層。

NetBuf

NetBuf 部件為 WLAN 驅(qū)動提供 Linux 或者 LiteOS 原生的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)緩沖的統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構的封裝以及對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的操作接口的封裝

BUS

BUS 驅(qū)動模塊向上提供統(tǒng)一的總線抽象接口。通過向下調(diào)用 Platform 層提供的 sdio 接口和封裝適配 usb、pcie 接口，屏蔽不同操作系統(tǒng)的差異；通過對不同類型的總線操作進行統(tǒng)一封裝，屏蔽不同芯片差異，能夠?qū)Σ煌酒瑥S商提供完備的總線驅(qū)動功能，不同廠商共用此模塊接口，從而使廠商的開發(fā)更為便捷和統(tǒng)一，

HAL

HAL 部件對 WiFiService 模塊提供標準的 WIFI-HDI 接口和數(shù)據(jù)格式定義，提供能力如下：設置 MAC 地址、設置發(fā)射功率、獲取設備的 MAC 地址等。

Client

Client 部件實現(xiàn)用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)的交互，通過對 sbuf 及 nl80211 做不同適配，根據(jù)產(chǎn)品做配置化編譯，從而實現(xiàn)對上提供統(tǒng)一的接口調(diào)用，框架如下圖所示：

圖4 Client框架圖

Message

Message 部件為每個服務單獨提供業(yè)務接口，每個服務也可依賴其他服務形成組合業(yè)務接口，此模塊支持在用戶態(tài)、內(nèi)核態(tài)和 MCU 環(huán)境運行，實現(xiàn)了組件間的充分解耦。

圖5 當前WLAN服務關系圖

WLAN驅(qū)動開發(fā)步驟與實例

各 WLAN 廠商驅(qū)動開發(fā)人員可根據(jù) WLAN 模塊提供的向下統(tǒng)一接口適配各自的驅(qū)動代碼，實現(xiàn)如下能力：建立/關閉 WLAN 熱點、掃描、關聯(lián) WLAN 熱點等；

下面以 hi3881 WLAN 芯片為例，進行 WLAN 驅(qū)動開發(fā)過程的詳解。

配置WLAN芯片的硬件參數(shù)

1）根據(jù)硬件參數(shù)，通過 wlan_platform.hcs 配置平臺相關參數(shù)。

hisi ：& deviceList { device0 ：： deviceInst { deviceInstId = 0; powers { power0 { powerSeqDelay = 0; /* 電源序列延時 */ powerType = 1; /* 電源類型：0--總是打開;1--GPIO */ gpioId = 1; /* GPIO管腳號 */ activeLevel=1; /* 有效電平：0--低；1--高 */ } power1 { powerSeqDelay = 0; /* 電源序列延時 */ powerType = 0; /* 電源類型：0--總是打開；1--GPIO */ } } reset { resetType = 0; /* 復位類型：0--不管理；1--GPIO */ gpioId = 2; /* GPIO管腳號 */ activeLevel=1; /* 有效電平：0--低；1--高 */ resetHoldTime = 30; /* 復位配置后的等待時間（ms） */ } bootUpTimeout = 30; /* 啟動超時時間（ms） */ bus { busType = 0; /* 總線類型：0-sdio */ busId = 2; /* 總線號 */ funcNum = ［1］; /* SDIO功能號 */ timeout = 1000; /* 讀/寫數(shù)據(jù)的超時時間 */ blockSize = 512; /* 讀/寫數(shù)據(jù)的塊大小 */ }}}

2）為 WLAN 塊芯片添加配置文件 wlan_chip_《芯片名》.hcs（如：wlan_chip_hi3881.hcs），配置相關參數(shù)。

root { wlan_config { hi3881 ：& chipList { chipHi3881 ：： chipInst { match_attr = “hdf_wlan_chips_hi3881”; /* 配置匹配標識 */ chipName = “hi3881”; /* WLAN芯片的名稱 */ sdio { vendorId = 0x0296; /* 廠商Id */ deviceId = ［0x5347］; /* 設備Id */ } } } }}

WLAN初始化相關適配開發(fā)

1）適配掛接 WLAN 芯片的初始化和去初始化、WLAN 芯片驅(qū)動的初始化和去初始化。詳情見 hdf_driver_register.c，分析如下：

#include “hdf_device_desc.h”#include “hdf_wifi_product.h”#include “hdf_log.h”#include “osal_mem.h”#include “hdf_wlan_chipdriver_manager.h”#include “securec.h”#include “wifi_module.h”#include “hi_wifi_api.h”#include “hi_types_base.h”

#define HDF_LOG_TAG Hi3881Driver

/* WLAN芯片的初始化和去初始化函數(shù) */int32_t InitHi3881Chip（struct HdfWlanDevice *device）;int32_t DeinitHi3881Chip（struct HdfWlanDevice *device）;/* WLAN芯片驅(qū)動的初始化和去初始化函數(shù) */int32_t Hi3881Deinit（struct HdfChipDriver *chipDriver， struct NetDevice *netDevice）;int32_t Hi3881Init（struct HdfChipDriver *chipDriver， struct NetDevice *netDevice）;/* 初始化mac80211與芯片側(cè)的函數(shù)掛接，包括開始掃描，連接，設置國家碼等，詳情見3.2 */hi_void HiMac80211Init（struct HdfChipDriver *chipDriver）;

static const char * const HI3881_DRIVER_NAME = “hisi”;/* WLAN芯片驅(qū)動掛接以及mac80211與芯片側(cè)的函數(shù)掛接 */static struct HdfChipDriver *BuildHi3881Driver（struct HdfWlanDevice *device， uint8_t ifIndex）{ struct HdfChipDriver *specificDriver = NULL; if （device == NULL） { HDF_LOGE（“%s fail ： channel is NULL”， __func__）; return NULL; } （void）device; （void）ifIndex; specificDriver = （struct HdfChipDriver *）OsalMemCalloc（sizeof（struct HdfChipDriver））; if （specificDriver == NULL） { HDF_LOGE（“%s fail： OsalMemCalloc fail！”， __func__）; return NULL; } if （memset_s（specificDriver， sizeof（struct HdfChipDriver）， 0， sizeof（struct HdfChipDriver）） ！= EOK） { HDF_LOGE（“%s fail： memset_s fail！”， __func__）; OsalMemFree（specificDriver）; return NULL; }

if （strcpy_s（specificDriver-》name， MAX_WIFI_COMPONENT_NAME_LEN， HI3881_DRIVER_NAME） ！= EOK） { HDF_LOGE（“%s fail ： strcpy_s fail”， __func__）; OsalMemFree（specificDriver）; return NULL; } specificDriver-》init = Hi3881Init; specificDriver-》deinit = Hi3881Deinit; HiMac80211Init（specificDriver）;

return specificDriver;}/* 釋放WLAN芯片驅(qū)動 */static void ReleaseHi3881Driver（struct HdfChipDriver *chipDriver）{ if （chipDriver == NULL） { return; } if （strcmp（chipDriver-》name， HI3881_DRIVER_NAME） ！= 0） { HDF_LOGE（“%s:Not my driver！”， __func__）; return; } OsalMemFree（chipDriver）;}

static uint8_t GetHi3881GetMaxIFCount（struct HdfChipDriverFactory *factory）{ （void）factory; return 1;}

/* WLAN芯片相關函數(shù)的注冊 */static int32_t HDFWlanRegHisiDriverFactory（void）{ static struct HdfChipDriverFactory tmpFactory = { 0 }; struct HdfChipDriverManager *driverMgr = NULL; driverMgr = HdfWlanGetChipDriverMgr（）; if （driverMgr == NULL） { HDF_LOGE（“%s fail： driverMgr is NULL！”， __func__）; return HDF_FAILURE; } tmpFactory.driverName = HI3881_DRIVER_NAME; tmpFactory.GetMaxIFCount = GetHi3881GetMaxIFCount; tmpFactory.InitChip = InitHi3881Chip; tmpFactory.DeinitChip = DeinitHi3881Chip; tmpFactory.Build = BuildHi3881Driver; tmpFactory.Release = ReleaseHi3881Driver; tmpFactory.ReleaseFactory = NULL; if （driverMgr-》RegChipDriver（&tmpFactory） ！= HDF_SUCCESS） { HDF_LOGE（“%s fail： driverMgr is NULL！”， __func__）; return HDF_FAILURE; }

return HDF_SUCCESS;}

static int32_t HdfWlanHisiChipDriverInit（struct HdfDeviceObject *device）{ （void）device; return HDFWlanRegHisiDriverFactory（）;}

static int HdfWlanHisiDriverBind（struct HdfDeviceObject *dev）{ （void）dev; return HDF_SUCCESS;}

static void HdfWlanHisiChipRelease（struct HdfDeviceObject *object）{ （void）object;}

struct HdfDriverEntry g_hdfHisiChipEntry = { .moduleVersion = 1， .Bind = HdfWlanHisiDriverBind， .Init = HdfWlanHisiChipDriverInit， .Release = HdfWlanHisiChipRelease， .moduleName = “HDF_WLAN_CHIPS”};/* HDF的驅(qū)動加載入口，先執(zhí)行Bind，再執(zhí)行Init */HDF_INIT（g_hdfHisiChipEntry）;

2）芯片初始化和芯片驅(qū)動初始化相關內(nèi)容詳見 hdfinit_3881.c，分解如下：

int32_t InitHi3881Chip（struct HdfWlanDevice *device）{ int32_t ret = HI_SUCCESS; …… ret = hi_wifi_init（maxPortCount， device-》bus）; // 實現(xiàn)芯片的初始化，包括frw機制、平臺和host初始化等等 ……}int32_t DeinitHi3881Chip（struct HdfWlanDevice *device）{ ……int32_t ret = hi_wifi_deinit（）; // 實現(xiàn)芯片的去初始化……}

3）芯片驅(qū)動的初始化與去初始化，主要針對網(wǎng)絡設備相關的配置和加載

int32_t Hi3881Init（struct HdfChipDriver *chipDriver， struct NetDevice *netDevice）{ ……ret = wal_init_drv_wlan_netdev（type， WAL_PHY_MODE_11N， netDevice）;……}

int32_t Hi3881Deinit（struct HdfChipDriver *chipDriver， struct NetDevice *netDevice）{ return wal_deinit_drv_wlan_netdev（netDevice）;}

4）在網(wǎng)絡設備進行初始化時，掛接 NetDevice 中提供的數(shù)據(jù)發(fā)送、設置 mac 地址、打開 NetDev 等功能接口。

oal_net_device_ops_stru g_wal_net_dev_ops = { .getStats = wal_netdev_get_stats， .open = wal_netdev_open， .stop = wal_netdev_stop， .xmit = hmac_bridge_vap_xmit， .ioctl = wal_net_device_ioctl， .changeMtu = oal_net_device_change_mtu， .init = oal_net_device_init， .deInit = oal_net_free_netdev，#if （defined（_PRE_WLAN_FEATURE_FLOWCTL） || defined（_PRE_WLAN_FEATURE_OFFLOAD_FLOWCTL）） .selectQueue = wal_netdev_select_queue，#endif

.setMacAddr = wal_netdev_set_mac_addr，#if （_PRE_OS_VERSION_LITEOS == _PRE_OS_VERSION） .netifNotify = HI_NULL，#endif .specialEtherTypeProcess = SpecialEtherTypeProcess，};oal_net_device_ops_stru *wal_get_net_dev_ops（hi_void）{ return &g_wal_net_dev_ops;}

hi_s32 wal_init_netdev（nl80211_iftype_uint8 type， oal_net_device_stru *netdev）{ ……netdev-》netDeviceIf = wal_get_net_dev_ops（）;……}

控制流命令下發(fā)和事件上報的適配

1）命令下發(fā)綁定，包括具有公共能力的設置 mac 地址、設置發(fā)射功率等；STA 相關的連接、掃描等；AP 相關的啟動 ap、設置國家碼等。

static struct HdfMac80211BaseOps g_baseOps = { .SetMode = WalSetMode， .AddKey = WalAddKey， .DelKey = WalDelKey， .SetDefaultKey = WalSetDefaultKey， .GetDeviceMacAddr = WalGetDeviceMacAddr， .SetMacAddr = WalSetMacAddr， .SetTxPower = WalSetTxPower， .GetValidFreqsWithBand = WalGetValidFreqsWithBand， .GetHwCapability = WalGetHwCapability};static struct HdfMac80211STAOps g_staOps = { .Connect = WalConnect， .Disconnect = WalDisconnect， .StartScan = WalStartScan， .AbortScan = WalAbortScan， .SetScanningMacAddress = WalSetScanningMacAddress，};static struct HdfMac80211APOps g_apOps = { .ConfigAp = WalConfigAp， .StartAp = WalStartAp， .StopAp = WalStopAp， .ConfigBeacon = WalChangeBeacon， .DelStation = WalDelStation， .SetCountryCode = WalSetCountryCode， .GetAssociatedStasCount = WalGetAssociatedStasCount， .GetAssociatedStasInfo = WalGetAssociatedStasInfo};hi_void HiMac80211Init（struct HdfChipDriver *chipDriver）{ if （chipDriver == NULL） { oam_error_log（0， OAM_SF_ANY， “%s:input is NULL！”， __func__）; return; } chipDriver-》ops = &g_baseOps; chipDriver-》staOps = &g_staOps; chipDriver-》apOps = &g_apOps;}

2）事件上報接口調(diào)用，WLAN 框架提供了 event 事件的上報接口，詳情見 hdf_wifi_event.c，例：調(diào)用 HdfWifiEventNewSta AP 上報新關聯(lián)的某個 STA 的情況

hi_u32 oal_cfg80211_new_sta（oal_net_device_stru *net_device， const hi_u8 *mac_addr， hi_u8 addr_len， oal_station_info_stru *station_info， oal_gfp_enum_uint8 en_gfp）{#if （_PRE_OS_VERSION_LINUX == _PRE_OS_VERSION） && ！defined（_PRE_HDF_LINUX） cfg80211_new_sta（net_device， mac_addr， station_info， en_gfp）; hi_unref_param（addr_len）;#elif （_PRE_OS_VERSION_LITEOS == _PRE_OS_VERSION） || defined（_PRE_HDF_LINUX） struct StationInfo info = { 0 }; info.assocReqIes = station_info-》assoc_req_ies; info.assocReqIesLen = station_info-》assoc_req_ies_len; HdfWifiEventNewSta（net_device， mac_addr， WLAN_MAC_ADDR_LEN， &info）; hi_unref_param（en_gfp）; hi_unref_param（addr_len）;#endif return HI_SUCCESS;}

使用HAL的開發(fā)步驟與實例

HAL模塊使用步驟

圖6 HAL使用流程

1）使用 WifiConstruct 創(chuàng)建一個 WiFi 實體。

2）用創(chuàng)建的 WiFi 實體調(diào)用 start 開啟 HAL 和驅(qū)動之間的通道，獲得驅(qū)動網(wǎng)卡信息。

3）通過 createFeature 一個 apFeature 或者 staFeature。后面可通過這些 Feature 去調(diào)用具體的實現(xiàn)接口，下面基于創(chuàng)建的 apFeature。

4）調(diào)用和使用相關接口：如 setMacAddress 設置 MAC 地址、getDeviceMacAddress 獲取設備的 MAC 地址等。

5）調(diào)用 destroyFeature，銷毀掉創(chuàng)建的這個 Feature。

6）調(diào)用 stop 銷毀創(chuàng)建的通道。

7）執(zhí)行 WifiDestruct 銷毀創(chuàng)建的 WiFi 實體。

HAL使用實例

#include “wifi_hal.h”#include “wifi_hal_sta_feature.h”#include “wifi_hal_ap_feature.h”#include “wifi_hal_cmd.h”#include “wifi_hal_event.h”

#define MAC_LEN 6

static void *hal_main（）{ int ret; struct IWiFi *wifi;

/* 創(chuàng)建一個WiFi實體 */ ret = WifiConstruct（&wifi）; if （ret ！= 0 || wifi == NULL） { return; }

/* 開啟HAL和驅(qū)動之間的通道 */ ret = wifi-》start（wifi）; if （ret ！= 0） { return; }

/* 創(chuàng)建apFeature */ ret = wifi-》createFeature（PROTOCOL_80211_IFTYPE_AP， （struct IWiFiBaseFeature **）&apFeature）; if （ret ！= 0） { return; }

/* 獲取設備的MAC地址 */ unsigned char mac［MAC_LEN］ = {0}; ret = apFeature-》baseFeature.getDeviceMacAddress（（struct IWiFiBaseFeature *）apFeature， mac， MAC_LEN）; if （ret ！= 0） { return; }

/* 銷毀掉創(chuàng)建的這個Feature */ ret = wifi-》destroyFeature（（struct IWiFiBaseFeature *）apFeature）; if （ret ！= 0） { return; }

/* 銷毀創(chuàng)建的通道 */ ret = wifi-》stop（wifi）; if （ret ！= 0） { return; }

/* 銷毀創(chuàng)建的WiFi實體 */ ret = WifiDestruct（&wifi）; if （ret ！= 0） { return; } return;}

總結(jié)

以上是基于 WLAN 框架開發(fā)所涉及的所有核心適配，重點介紹了 WLAN 框架的各部件的詳情，以 3881 為例進行了 WLAN 芯片開發(fā)過程的詳細講解，希望通過本次的文檔，您能初步掌握開發(fā) WLAN 的步驟和方法，接下來就在 HDF WLAN 框架下盡情的開發(fā)和釋放熱情吧！

責任編輯：haq