【智能家居篇】wifi驱动的理解（3）——usb接口在wifi模块中的角色

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上一篇文章已经提到USB接口在wifi模块中的最重要两个函数是usb_read_port()和usb_write_port()。那它们是怎么和wifi扯上关系的呢？我们可以从以下三个方面去分析：

1、首先需要明确wifi模块是USB设备，主控（CPU）端是USB主机；

2、USB主机若需要对wifi模块进行数据的读写时，就必须经过USB接口；

3、既然涉及到数据的读写操作，必然要用相应的读写函数，那么usb_read_port()和usb_write_port()即是它们的读写函数。

我们先从读数据开始进行分析，在分析之前，我们必须了解USB设备驱动的读数据过程。USB读取数据操作流程如下：

（1）通过usb_alloc_urb()函数创建并分配一个URB，作为传输USB数据的载体；

（2）创建并分配DMA缓冲区，以DMA方式快速传输数据；

（3）初始化URB，根据wifi的传输数据量，我们需要初始化为批量URB，相应操作函数为usb_fill_bulk_urb()；

（4）将URB提交到USB核心；

（5）提交成功后，URB的完成函数将被USB核心调用。

现在我们一步步地详细分析整个过程，所谓的创建和分配，实质上是对内存的分配。作为一名Linux驱动开发程序员，必须了解Linux内存管理相关知识及合理使用内存。

那么我们应该怎样合理地创建和分配URB和DMA缓冲区呢？很明显，我们应该在用的时候分配，在不用的时候释放。

那么问题来了……什么时候在用，又什么时候不用呢？问题很简单，就是主控端读数据时分配，读完后释放，而只有当wifi模块有数据可读时，主控端才能成功地读取数据。那么wifi模块什么时候有数据可读呢？——下面重点来了！wifi模块通过RF端接收到无线网络数据，然后缓存到wifi芯片的RAM中，此时，wifi模块就有数据可读了。

经过上面的分析，我们找到了一条USB接口与wifi模块扯上关系的线索，就是wifi模块的接收数据，会引发USB接口的读数据；

现在，我们转到wifi模块的接收函数中，看看是不是真的这样?

在wifi接收函数初始化中，我们可以看到usb_alloc_urb()创建一个中断URB。伪代码如下：

int xxxwifi_init_recv(_adapter *padapter)
{
	struct recv_priv *precvpriv = &padapter->recvpriv;
	int i, res = _SUCCESS;
	struct recv_buf *precvbuf;

	tasklet_init(&precvpriv->recv_tasklet, (void(*)(unsigned long))rtl8188eu_recv_tasklet, (unsigned long)padapter);

	precvpriv->int_in_urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL); //创建一个中断URB

	precvpriv->int_in_buf = rtw_zmalloc(INTERRUPT_MSG_FORMAT_LEN);
	//init recv_buf
	_rtw_init_queue(&precvpriv->free_recv_buf_queue);
	_rtw_init_queue(&precvpriv->recv_buf_pending_queue);

	precvpriv -> pallocated_recv_buf = rtw_zmalloc(NR_RECVBUFF *sizeof(struct recv_buf) + 4);
	precvbuf = (struct recv_buf*)precvpriv->precv_buf;

	for(i=0; i < NR_RECVBUFF ; i++)
	{
		_rtw_init_listhead(&precvbuf->list);
		_rtw_spinlock_init(&precvbuf->recvbuf_lock);
		precvbuf->alloc_sz = MAX_RECVBUF_SZ;

		res = rtw_os_recvbuf_resource_alloc(padapter, precvbuf);

		precvbuf->ref_cnt = 0;
		precvbuf->adapter =padapter;
		precvbuf++;
	}
	precvpriv->free_recv_buf_queue_cnt = NR_RECVBUFF;

	skb_queue_head_init(&precvpriv->rx_skb_queue);

#ifdef CONFIG_PREALLOC_RECV_SKB
	{
		int i;
		SIZE_PTR tmpaddr=0;
		SIZE_PTR alignment=0;
		struct sk_buff *pskb=NULL;
		skb_queue_head_init(&precvpriv->free_recv_skb_queue);
		for(i=0; i<NR_PREALLOC_RECV_SKB; i++)
		{
			pskb = rtw_skb_alloc(MAX_RECVBUF_SZ + RECVBUFF_ALIGN_SZ);
			if(pskb)
			{
				pskb->dev = padapter->pnetdev;
				tmpaddr = (SIZE_PTR)pskb->data;
				alignment = tmpaddr & (RECVBUFF_ALIGN_SZ-1);
				skb_reserve(pskb, (RECVBUFF_ALIGN_SZ - alignment));
				skb_queue_tail(&precvpriv->free_recv_skb_queue, pskb);
			}
			pskb=NULL;
		}
	}
#endif
	return res;
}

在rtw_os_recvbuf_resource_alloc函数中，创建一个批量URB和一个DMA缓冲区。伪代码如下：

int rtw_os_recvbuf_resource_alloc(_adapter *padapter, struct recv_buf *precvbuf)
{
	int res=_SUCCESS;
	struct dvobj_priv	*pdvobjpriv = adapter_to_dvobj(padapter);
	struct usb_device	*pusbd = pdvobjpriv->pusbdev;

	precvbuf->irp_pending = _FALSE;
	precvbuf->purb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL); //创建一个批量URB

	precvbuf->pskb = NULL;
	precvbuf->reuse = _FALSE;
	precvbuf->pallocated_buf  = precvbuf->pbuf = NULL;
	precvbuf->pdata = precvbuf->phead = precvbuf->ptail = precvbuf->pend = NULL;
	precvbuf->transfer_len = 0;
	precvbuf->len = 0;

	#ifdef CONFIG_USE_USB_BUFFER_ALLOC_RX
	precvbuf->pallocated_buf = rtw_usb_buffer_alloc(pusbd, (size_t)precvbuf->alloc_sz, &precvbuf->dma_transfer_addr);  //创建一个DMA缓冲区
	precvbuf->pbuf = precvbuf->pallocated_buf;
	if(precvbuf->pallocated_buf == NULL)
		return _FAIL;
	#endif //CONFIG_USE_USB_BUFFER_ALLOC_RX

	return res;
}

在usb_read_port()函数中，通过usb_fill_bulk_urb()初始化批量URB，并且提交给USB核心，也即USB读取数据操作流程的第3、4步。在usb_fill_bulk_urb()函数中，初始化URB的完成函数usb_read_port_complete()，只有当URB提交完成后，函数usb_read_port_complete()将被调用。伪代码如下：

static u32 usb_read_port(struct intf_hdl *pintfhdl, u32 addr, u32 cnt, u8 *rmem)
{
	struct recv_buf	*precvbuf = (struct recv_buf *)rmem;
	_adapter		*adapter = pintfhdl->padapter;
	struct dvobj_priv	*pdvobj = adapter_to_dvobj(adapter);
	struct pwrctrl_priv *pwrctl = dvobj_to_pwrctl(pdvobj);
	struct recv_priv	*precvpriv = &adapter->recvpriv;
	struct usb_device	*pusbd = pdvobj->pusbdev;

	rtl8188eu_init_recvbuf(adapter, precvbuf);		

	precvpriv->rx_pending_cnt++;

	purb = precvbuf->purb;

	//translate DMA FIFO addr to pipehandle
	pipe = ffaddr2pipehdl(pdvobj, addr);

	usb_fill_bulk_urb(purb, pusbd, pipe,
					precvbuf->pbuf,
            				MAX_RECVBUF_SZ,
            				usb_read_port_complete,
            				precvbuf);//context is precvbuf

	err = usb_submit_urb(purb, GFP_ATOMIC);

	return ret;
}

通过上面的代码，我们可以得知在wifi模块为接收数据做初始化准备时，分配了URB和DMA缓冲区。而在usb_read_port()函数中初始化URB和提交URB。

它为什么要这样做呢？目的是什么？

接下来，我们将在下一篇文章中为大家揭晓。

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