[RK3399] SDIO 接口 Wifi 驅動流程分析 (AP6354)

https://blog.csdn.net/mmmccc000/article/details/73322637

Platform: RockChip
OS: Android 6.0
Kernel: 4.4
WiFi/BT/FM 模組: AP6354

前面的基本概念蒐羅於網絡;
後面的驅動流程分析是根據 RockChip 3399 的 Kernel 部分來進行分析的。

本博客唯一地址：http://blog.csdn.net/dearsq/article/details/53318887
歡迎轉載，轉載請註明作者 Younix～謝謝～

基本概念

Wifi

wifi 英文全稱是 WIreless-FIdelity，翻譯成中文就是無線保真，英文簡稱WiFi。

WLAN

wlan 英文全名：Wireless Local Area Networks，無線局域網絡。

關係

wifi 是實現 wlan 的一種技術。

STA 模式和 AP 模式

AP模式: Access Point，提供無線接入服務，允許其它無線設備接入，提供數據訪問，一般的無線路由/網橋工作在該模式下。AP和AP之間允許相互連接。
Sta模式: Station, 類似於無線終端，sta本身並不接受無線的接入，它可以連接到AP，一般無線網卡即工作在該模式。

無線接入過程的三個階段

STA（工作站）啓動初始化、開始正式使用AP傳送數據幀前，要經過三個階段才能夠接入（802.11MAC層負責客戶端與AP之間的通訊，功能包括掃描、接入、認證、加密、漫遊和同步等功能）：
1）掃描階段（SCAN）
2）認證階段 (Authentication)
3）關聯（Association）

更詳細的 wifi 相關介紹可以參考這篇文章 WiFi基礎知識解析

後面介紹 Wifi 的接口 SDIO 的基本概念。

SD 和 MMC

SD (Secure Digital) 與 MMC (Multimedia Card)
MMC 是較早的一種記憶卡標準，目前已經被 SD 標準取代。
SD 是一種 flash memory card 的標準,也就是一般常見的 SD 記憶卡。

SDIO（Secure Digital I/O）

SDIO 就是 SD 的 I/O 接口的意思。
更具體的說，SD 本來是記憶卡的標準,但是現在也可以把 SD 拿來插上一些外圍接口使用,這樣的技術便是 SDIO。

SDIO 通過 SD 的 I/O 管腳來連接外部的外圍 device 並傳輸數據。這些外圍設備，我們稱爲 SDIO 卡，常見的有：

Wi-Fi card(無線網絡卡)
CMOS sensor card(照相模塊)
GPS card
GSM/GPRS modem card
Bluetooth card
Radio/TV card

SDIO 卡和 SD 卡的區別

SD卡使用的是SD卡協議，而SDIO卡使用的是SDIO協議！
協議不一樣，初始化/讀寫方式也不一樣！

SDIO-Wifi 模塊

SDIO-Wifi 模塊是基於 SDIO 接口的符合 wifi 無線網絡標準的嵌入式模塊，內置無線網絡協議IEEE802.11協議棧以及TCP/IP協議棧，能夠實現用戶主平臺數據通過SDIO口到無線網絡之間的轉換。
SDIO 具有傳輸數據快，兼容SD、MMC接口等特點。

對於SDIO接口的wifi，首先，它是一個sdio的卡的設備，然後具備了wifi的功能。
所以，註冊的時候還是先以sdio的卡的設備去註冊的。然後檢測到卡之後就要驅動他的wifi功能。

SDIO 總線

SDIO總線和 USB總線類似，SDIO也有兩端，其中一端是HOST端，另一端是device端。所有的通信都是由HOST端發送命令開始的，Device端只要能解析命令，就可以相互通信。
CLK信號：HOST給DEVICE的時鐘信號，每個時鐘週期傳輸一個命令。
CMD信號：雙向的信號，用於傳送命令和反應。
DAT0-DAT3 信號：四條用於傳送的數據線。
VDD信號：電源信號。
VSS1，VSS2：電源地信號。

SDIO 命令

SDIO總線上都是HOST端發起請求，然後DEVICE端迴應請求。
SDIO 命令由6個字節組成。

a – Command:用於開始傳輸的命令，是由HOST端發往DEVICE端的。其中命令是通過CMD信號線傳送的。
b – Response:迴應是DEVICE返回的HOST的命令，作爲Command的迴應。也是通過CMD線傳送的。
c – Data:數據是雙向的傳送的。可以設置爲1線模式，也可以設置爲4線模式。數據是通過DAT0-DAT3信號線傳輸的。

SDIO的每次操作都是由HOST在CMD線上發起一個CMD，對於有的CMD，DEVICE需要返回Response，有的則不需要。
對於讀命令，首先HOST會向DEVICE發送命令，緊接着DEVICE會返回一個握手信號，此時，當HOST收到迴應的握手信號後，會將數據放在4位的數據線上，在傳送數據的同時會跟隨着CRC校驗碼。當整個讀傳送完畢後，HOST會再次發送一個命令，通知DEVICE操作完畢，DEVICE同時會返回一個響應。
對於寫命令，首先HOST會向DEVICE發送命令，緊接着DEVICE會返回一個握手信號，此時，當HOST收到迴應的握手信號後，會將數據放在4位的數據線上，在傳送數據的同時會跟隨着CRC校驗碼。當整個寫傳送完畢後，HOST會再次發送一個命令，通知DEVICE操作完畢，DEVICE同時會返回一個響應。

WIFI 模塊解析和啓動流程

對於 Wifi 模組的 android 上層的分析，這篇文章講的非常不錯：
http://blog.csdn.net/ylyuanlu/article/details/7711433
這篇文章將下圖藍色的和綠色的部分講的非常詳細。

我這個板子上所採用的 WiFi 模組是 AP6354, 它是一個 Wifi / BT4.0 / FM 三合一模組。接口是 SDIO。
本文主要分析 Kernel Driver 部分。所以先從 SDIO 接口的驅動來切入。

SDIO 接口驅動

SDIO 接口的 wifi，首先，它是一個 sdio 卡設備，然後具備了 wifi 的功能，所以 SDIO 接口的 WiFi 驅動就是在 wifi 驅動外面套上了一個 SDIO 驅動的外殼。

SDIO 驅動部分代碼結構如下

drivers/mmc 下有 mmc卡、sd卡、sdio 卡驅動。

SDIO驅動仍然符合設備驅動的分層與分離思想。

設備驅動層（wifi 設備）:
|
核心層（向上向下提供接口）
|
主機驅動層（實現 SDIO 驅動）

我們主要關心 core 目錄（CORE 層），其中是媒體卡的通用代碼。包括 core.c host.c stdio.c。
CORE 層完成了
1. 不同協議和規範的實現
2. 爲 HOST 層的驅動提供了接口函數
3. 完成了 SDIO 總線註冊
4. 對應 ops 操作
5. 以及支持 mmc 的代碼

host 目錄（HOST 層）是根據不通平臺而編寫的 host 驅動。

WIFI 驅動流程分析

rockchip_wifi_init_module_rkwifi //創建了一個內核線程 wifi_init_thread
—wifi_init_thread //->
——dhd_module_init
———dhd_wifi_platform_register_drv // 查找設備，註冊 wifi 驅動，註冊成功調用後面的 bcmdhd_wifi_plat_dev_drv_probe
————wifi_ctrlfunc_register_drv
————|—bus_find_device //查找 wifi 設備
————|—platform_driver_register(&wifi_platform_dev_driver) //註冊 wifi 驅動
————bcmdhd_wifi_plat_dev_drv_probe //->
—————dhd_wifi_platform_load //兩個操作
——————wl_android_init //1. wlan 初始化
——————dhd_wifi_platform_load_sdio //2. 根據接口類型 usb、sdio、pcie 選擇不同的操作
———————dhd_bus_register // 註冊成功就調用 dhd_sdio.dhdsdio_probe
————————bcmsdh_register(&dhd_sdio)
————————|—bcmsdh_register_client_driver
————————|——sdio_register_driver(&bcmsdh_sdmmc_driver) //註冊成功調用 bcmsdh_sdmmc_probe
————————|———bcmsdh_sdmmc_probe //->
————————|———sdioh_probe
————————dhdsdio_probe

參考文章
在全志平臺調試博通的wifi驅動（類似ap6212）
wifi 詳解(三)

調試問題

調試步驟

1.確保配置無誤

dts文件的配置wifi部分是在net/rfkill-wlan.c中進行配置；先通過內核啓動日誌確認相關配置是否有正常解析，如果解析過程出現異常，確認是所配置的gpio是否存在衝突；

2.檢查供電是否正常

確認wifi的供電控制是否受控
Echo 0 > /sys/class/rkwifi/power //對wifi模塊掉電
Echo 1 > /sys/class/rkwifi/power//對wifi模塊上電
如果執行上面命令對模塊進行上下電，而實際測量對應管腳不受控，可以通過io 命令讀取對應的寄存器，確認是否寫入，如果正確寫入但是實際測量不受控請檢查硬件部分；

3. 掃描模塊初始化模塊

檢查內核中是否配置
CONFIG_WIFI_LOAD_DRIVER_WHEN_KERNEL_BOOTUP=y；
調測wifi時請把該宏配置爲 n；
執行 echo 1 > /sys/class/rkwifi/driver 命令會調用模塊的驅動的初始化操作，初始化成功後看到wlan0 節點；

如何判斷是否識別到模塊
* Usb接口的模塊：出現如下 log

* SDIO 接口的模塊
對於sdio接口的模塊，執行” echo 1 > /sys/class/rkwifi/driver”命令，正常情況下 sdio_clk 和sdio_cmd 能夠測量到相關波形，內核打印上能夠看到如下打印，如果沒有測量到波形也沒有看到如下打印，根據配置文檔檢查是否正確配置sdio;

Wifi驅動會根據掃描到的sdio模塊的vid pid 進行驅動匹配，rtl的驅動會根據讀取到的vid，pid進行驅動匹配；其中正基系列的模塊會根據後面從data數據線上讀取到F1 function 讀取的數值進行驅動與固件匹配（正基目前的驅動兼容所有sdio接口正基模塊，根據F1 function 讀取的值匹配固件）；
如果能夠掃描模塊但是初始化過程看到data fifo error,檢查下 sdio接口電平是否一致；方法如下：
echo 1 > /sys/class/rkwifi/power
測量 VDDIO sdio_clk sdio_cmd sdio_data0~sdio_data3 的電壓；正常情況下 sdio_clk 爲 0V，sdio其他五根線與vddio電壓一致；
如果電壓不一致：312x平臺確認下 sdio接口的內部上下拉是否禁掉，參看文檔RK Kernel 3.10平臺WiFi BT不工作異常排查.pdf Part C；其他平臺考慮加外部上拉(注clk絕對不要加外部上拉)；
同時測量執行echo 1 > /sys/class/rkwifi/driver 時外部晶體是否有起振，如果掃描時沒有起振檢查下硬件；同時建議測量外部晶體頻偏，頻偏比較大情況下，會出現能掃描到模塊但是初始化失敗；除檢查晶振外，正基系列還需要外部32k，測量32k的峯峯值（峯峯值>=0.7*VDDIO && 峯峯值 <= 1*VDDIO）；【注：頻偏和峯峯值一定要測量檢查，頻偏過大峯峯值不對會影響wifi（掃描連接熱點）和藍牙（掃描連接設備））】
電壓一致情況下，晶振頻偏和32k的峯峯值沒有問題（正基系列的要考慮晶振頻偏與32k峯峯值，具體結合自己電路實際情況）但是初始化依然出問題；
考慮降低sdio_clk ，重新測試；如果降低clk可以，考慮硬件上走線；
如果降低clk依然不行，考慮使用sdio單線模式方法如下

&sdio {
...
bus-width = <1>;
...
};

使用 sdio 單線模式。如果單線模式可以而使用4線模式不行，檢查硬件上sdio_data0~sdio_data3 四根線的線序是否弄錯；
如果降低clk，使用單線模式均不可以檢查下是否是使用最新的sdk代碼和最新的wifi驅動（ftp服務器上有相關patch）；
上述檢查均無結果，check 圖紙是否周圍器件有貼錯器件；

4.檢查模塊能否處於工作狀態

netcfg wlan0 up 或busybox ifconfig wlan0 up //執行完成後檢查 wlan0 是否處於up狀態；如果沒有處於up狀態;做如下檢查確認
1 確認相關固件是否存在(正基系列，通過看內核日誌可以看到)，固件不存在考慮到ftp下載固件；此時如果還報其他錯誤從兩個方面排查1 上電時序，2檢查sdio部分走線；
2 嘗試使用原始最新的sdk代碼做測試；（有客戶出現過，上層做了相關修改導致wifi初始化成功，但是執行netcfg wlan0 up 報告無法識別 ioctl 命令等奇怪錯誤，原生sdk生成的sysytem.img 沒有問題）
執行iwlist wlan0 scanning ，測試掃描熱點是否正常（3368平臺下執行iwlist 命令有問題，忽略此步驟）

5. 確認Android層是否能夠打開

述檢查各個步驟可以工作，而通過上層settings界面打開失敗；以下幾個方面排查
1 dts中的wifi_type配置是否正確;cat /sys/class/rkwifi/chip 確認下打印的結果和你的模塊是否匹配
2 確認 wpa_supplicant 相關服務是否生成，libhardware_leacy 啓動的wpa服務是否正確；
3 抓取logcat 日誌上傳readmine

吞吐率問題

pcb檢查，一定要讓模塊原廠檢查確認 pcb是否存在問題
RF指標確認是否ok
天線是否做過匹配
Sdio 接口的可以考慮提到sdio的clk 啓用sdio3.0【前提平臺支持 sdio3.0 ,模塊支持sdio3.0】

其他問題

無法連接熱點

1.無法連接熱點，正基系列模塊檢查確認晶振頻偏和32k峯峯值；
rtl模塊考慮驅動配置是否正確，是否匹配；
2.檢查確認p2p wlan0 的mac地址是否一致如果檢查是否有調用rockchip_wifi_mac_addr讀取mac地址，如果有考慮直接在該函數中return -1；
3.檢查確認是否有做RF指標測試以及天線匹配測試
4.上述檢查沒有問題，做如下測試（首先用給手機連接所測試的熱點做確認）
1 連接無加密熱點 2 連接加密熱點測試能否連接成功，並記錄對應的logcat 日誌與內核日誌（開機到打開wifi以及連接熱點的整個過程）

softap 無法打開（正基系列的）

1.查看打開熱點時的內核日誌，確認下下載固件是否正確，正基系列的模塊 softap 下載的固件一般是帶ap後綴結尾的；
2.固件下載沒有問題，考慮使用原始的sdk代碼做測試

P2P 問題

P2p 無法打開：確認是否有p2p節點，有p2p節點的檢查確認mac地址是否與wlan0 一樣，如果一樣按照熱點問題中的step 2 處理；
第一次開機能夠打開，重啓後無法打開：考慮檢查上電時序，目前遇到都是rtl的模塊出現過，問題在於chipen 腳不受控，建議做成受控，在重啓時對chipen腳下電；可以通過如下方法實現net/rfkill-wlan.c中的rfkill_wlan_driver 中增加shutdown函數在該函數中對chip_en 下電；
休眠喚醒出現wifi無法打開：
1 對比檢查休眠喚醒前後 sdio 的iomux 是否發生變更
2 對比休眠前後以及休眠中 wifi的外圍供電是否發生變更

[RK3399] SDIO 接口 Wifi 驅動流程分析 (AP6354)

基本概念

Wifi

WLAN