如何學習Linux無線驅動程序（mac80211）的結構？

Question

Linux無線驅動程序mac80211中有這麼多結構。例如struct net_device,struct ieee80211_hw,struct ieee80211_vif和struct ieee80211_local等等。如此多的結構，我不明白它們包含的信息以及初始化的時間。

我該如何瞭解它們以及無線驅動程序的整個架構？

Answer 1

你可能想看看約翰內斯貝格（mac80211維護者）滑到這裏： http://wireless.kernel.org/en/developers/Documentation/mac80211?action=AttachFile&do=get&target=mac80211.pdf

他們可能有些過時，但應該給你一個起點。

Linux的無線內核棧的高層描述：

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  1. 理解有2路在用戶空間與當我們談論的WiFi內核通信是非常重要的數據路徑：正在接收的數據從無線驅動程序傳遞到netdev內核（通常使用netif_rx()）。從那裏，網絡核心將通過TCP/IP協議棧代碼傳遞它，並將它放入用戶空間進程將讀取的相關套接字中。在Tx路徑上，數據包將使用ndo_start_xmit()回調從netdev內核發送到無線驅動程序。驅動程序通過使用struct net_device_ops註冊（像其他網絡設備，如以太網驅動程序）一組操作回調。
  2. 控制路徑：此路徑是用戶空間如何控制WiFi接口/設備和類似掃描/認證/關聯執行操作。用戶空間界面基於netlink並且被稱爲nl80211（參見include/uapi/linux/nl80211.h）。你可以發送命令和得到響應的事件。

當您發送nl80211命令它被最初由cfg80211內核模塊處理（它的代碼是net/wireless下和處理程序是在net/wireless/nl80211.c）。 cfg80211通常會調用較低級別的驅動程序。如果是完整的MAC硬件特定的硬件驅動程序恰好在cfg80211下面。 cfg80211以下的驅動程序使用cfg80211_ops struct註冊了一組操作cfg80211。例如，請參閱brcmfmac驅動程序（drivers/net/wireless/brcm80211/brcmfmac/wl_cfg80211.c）

對於軟MAC硬件有mac80211這是實現802.11 MAC層的內核模塊。在這種情況下，cfg80211將與mac80211對話，後者將依次使用硬件特定的低級驅動程序。這方面的一個例子是iwlwifi（用於英特爾芯片）。

mac80211使用cfg80211_ops（參見net/mac80211/cfg.c）通過cfg80211註冊自己。特定的硬件驅動程序通過使用ieee80211_ops struct（例如drivers/net/wireless/iwlwifi/mvm/mac80211.c）向mac80211註冊。

初始化您連接的新NIC從底部向上堆疊。硬件特定的驅動程序通常會在探測硬件後調用mac80211的ieee80211_allow_hw()。 ieee80211_alloc_hw()獲取HW驅動程序使用的私有數據結構的大小。它依次調用cfg80211 wiphy_new()，它爲wiphy結構，ieee80211_local struct（由mac80211使用）和HW驅動程序私有數據（分層在ieee80211_alloc_hw代碼中可見）實際分配足夠的空間。 ieee80211_hw是ieee80211_local內的一個嵌入式結構，它對HW驅動程序是「可見的」。所有這些（wiphy,ieee80211_local,ieee80211_hw）代表連接的單個物理設備。

在單個物理設備（也稱爲phy）之上，您可以設置多個虛擬接口。這些基本上就是你所知道的wlan0或wlan1，你用ifconfig來控制。每個這樣的虛擬接口由ieee80211_vif表示。該結構在最後還包含由硬件驅動程序訪問的私有結構。可以使用多個接口來運行wlan0上的工作站和wlan1上的AP（這可能取決於硬件功能）。