NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 3.11 Linux PCIe设备调试(WIFI模块)

2024-05-08 09:20
文章标签 模块 linux 讲解 平台 开发 调试 系列 wifi 设备 pcie nxp 3.11 mx8

本文主要是介绍NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 3.11 Linux PCIe设备调试(WIFI模块)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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文章目录

目录

1. WIFI 模块简单介绍

2. 设备驱动原理介绍

3. PCIE WIFI驱动实例分析

3.1 查看设备树

3.2 wifi 设备驱动代码分析

3.3 内核配置选项

4. WIFI驱动调试相关

根据前面对PCIe的讲解，对PCIe的整体都有了一定的认识，具体工作原理有了一定了解，这章将在Linux系统下以PCIe接口的WIFI模块使用能够正常跑起来，环境如下：

  • cpu: i.mx8mq

  • OS：Android 11

  • Kernel version：kernel 5.4

  • WIFI module：AW-CM276MA-PUR模组(WIFI芯片88W8997)

1. WIFI 模块简单介绍

在我们认识WIFI模块，WIFI模块的接口主要有SDIO，USB，PCIe，采用PCIe接口对于其他这些接口来说，就是速度的优势，适用于需要更高性能和带宽的应用。如图AW-CM276MA-PUR模组采用的PCIe接口，采用M.2 2230接口；

查看NXP官方提供的相关AW-CM276MA-PUR

无线模块需要在i.MX 8M Quad主机系统上加载内核驱动程序，并在88W8987/88W8997 SoC上运行固件。MLAN模块会在SDIO/PCIe总线驱动程序检测到模块的SDIO/PCIe接口时，将固件二进制文件下载到SD8987/PCIE8997适配器中。内核驱动程序（SD8987/PCIE8997）会在总线驱动程序和内核中的“cfg80211”子系统之间加载。NXP内核驱动程序包含一组控制和配置，通过以下接口之一与用户空间进行通信

• 输入/输出控制（IOCTL）

• 无线扩展（Wext）

• CFG80211

IOCTL为用户空间应用程序（如iwconfig和iwpriv）提供了一条通路，而cfg80211为不同的用户空间应用程序（如wpa_supplicant、hostapd和iw）提供了另一条通路。图6说明了Wi-Fi层接口。

2. 设备驱动原理介绍

这里项目中将涉及到PCIe的RC和EP两端，目前Soc中的RC端的驱动芯片厂商已经提供，EP端的WIFI模块中的驱动wifi模块也已经是由厂家提供，如果是对于原厂厂商制作具有PCIe功能的产品那就需要实现PCIe驱动代码。本章节重点讲诉EP端相关。

对于EP设备原理以及驱动实现的过程如图

根据上图，EP设备驱动主要包含4个步骤：

  • 初始化注册pci设备，当一个pci设备，首先需要去注册一个strcut pci_driver的结构体

  • 填充struct pci_driver，里面包含实现PCIe的Vendor ID和Device ID，probe 接口，有需要添加pcie 电源管理接口；

  • PCIe设备probe，设备里面做了很多工作，设备的初始化资源，使能设备，申请设备资源，启动总线控制权，设置DMA传输方式，设置Bar空间映射，申请DMA中断；

  • 创建字符设备驱动

3. PCIE WIFI驱动实例分析

3.1 查看设备树

从设备树入手，查看i.MX8MQ端PCIe接口

vim ./arch/arm64/boot/dts/freescale/imx8mq.dtsi

​pcie1: pcie@33c00000 {compatible = "fsl,imx8mq-pcie";reg = <0x33c00000 0x400000>,<0x27f00000 0x80000>;reg-names = "dbi", "config";#address-cells = <3>;#size-cells = <2>;device_type = "pci";ranges =  <0x81000000 0 0x00000000 0x27f80000 0 0x00010000 /* downstream I/O 64KB */0x82000000 0 0x20000000 0x20000000 0 0x07f00000>; /* non-prefetchable memory */num-lanes = <1>;num-viewport = <4>;interrupts = <GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<GIC_SPI 80 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; /* eDMA */interrupt-names = "msi", "dma";#interrupt-cells = <1>;interrupt-map-mask = <0 0 0 0x7>;interrupt-map = <0 0 0 1 &gic GIC_SPI 77 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<0 0 0 2 &gic GIC_SPI 76 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<0 0 0 3 &gic GIC_SPI 75 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<0 0 0 4 &gic GIC_SPI 74 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;linux,pci-domain = <1>;fsl,max-link-speed = <2>;power-domains = <&pgc_pcie>;resets = <&src IMX8MQ_RESET_PCIEPHY2>,<&src IMX8MQ_RESET_PCIE2_CTRL_APPS_EN>,<&src IMX8MQ_RESET_PCIE2_CTRL_APPS_CLK_REQ>,<&src IMX8MQ_RESET_PCIE2_CTRL_APPS_TURNOFF>;reset-names = "pciephy", "apps", "clkreq", "turnoff";assigned-clocks = <&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_CTRL>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_PHY>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_AUX>;assigned-clock-parents = <&clk IMX8MQ_SYS2_PLL_250M>,<&clk IMX8MQ_SYS2_PLL_100M>,<&clk IMX8MQ_SYS1_PLL_80M>;assigned-clock-rates = <250000000>, <100000000>,<10000000>;status = "disabled";};

在i.MX8MQ 中含有两个pcie，这里查看pcie1，主要定义了这个PCIE控制器在i.MX8MQ处理器上的配置和属性。列举一些重要的属性：

reg = <0x33c00000 0x400000>, <0x27f00000 0x80000>; // 定义寄存器空间的基地址和大小，用于PCIe控制器的访问；
​
一共定义两个元组 <0x33c00000 0x400000>定义了Device Bus Interface 寄存器空间；另外一个 <0x33c00000 0x400000>指定了配置空间；
​
device_type = "pci";         // 指示设备类型为 PCI
compatible = "pci-host-generic"; // 或其他 PCIe 控制器的兼容性字符串
num-lanes = <1>;            // 指定通道数
fsl,max-link-speed = <2>;       // 定义最大链路速度为Gen2
​
•                        ranges =  <0x81000000 0 0x00000000 0x27f80000 0 0x00010000 /* downstream I/O 64KB */
•                                   0x82000000 0 0x20000000 0x20000000 0 0x07f00000>; /* non-prefetchable memory */
​
rangs 表示PCIe设备的地址范围和映射范围；
​
interrupt-map-mask = <0 0 0 0x7>;  //定义中断映射掩码

以上这个pcie1: pcie@33c00000就是定义的Soc i.MX8MQ其中的一个pcie。在对于wifi设备是做一个ED端，设备树是如何定义，具体查看文件

vim ./arch/arm64/boot/dts/freescale/imx8mq-evk.dts

&pcie1 {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_pcie1>;disable-gpio = <&gpio5 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;reset-gpio = <&gpio5 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;clocks = <&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_ROOT>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_AUX>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_PHY>,<&pcie1_refclk>;clock-names = "pcie", "pcie_aux", "pcie_phy", "pcie_bus";assigned-clocks = <&clk IMX8MQ_CLK_PCIE2_AUX>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE1_PHY>,<&clk IMX8MQ_CLK_PCIE1_CTRL>;assigned-clock-rates = <10000000>, <100000000>, <250000000>;assigned-clock-parents = <&clk IMX8MQ_SYS2_PLL_50M>,<&clk IMX8MQ_SYS2_PLL_100M>,<&clk IMX8MQ_SYS2_PLL_250M>;vph-supply = <&vgen5_reg>;l1ss-disabled;status = "disabled";
​wifi_wake_host {compatible = "nxp,wifi-wake-host";interrupt-parent = <&gpio5>;interrupts = <11 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;interrupt-names = "host-wake";};
};

其实对于ED设备，并不需要去怎么定义设备树，这里只是定义了wifi的唤醒相关，当唤醒后将会通过PCIE接口与它通信。pcie1表示一个

Root Complex设备，定义了相关的引脚，时钟，电源，状态，WIFI唤醒等配置。

3.2 wifi 设备驱动代码分析

初始化PCI 设备结构体，

查看pci设备接口体的数据结构

vim ./include/linux/pci.h

struct pci_driver {struct list_head        node;const char              *name;const struct pci_device_id *id_table;   /* Must be non-NULL for probe to be called */int  (*probe)(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id);     /* New device inserted */void (*remove)(struct pci_dev *dev);    /* Device removed (NULL if not a hot-plug capable driver) */int  (*suspend)(struct pci_dev *dev, pm_message_t state);       /* Device suspended */int  (*resume)(struct pci_dev *dev);    /* Device woken up */void (*shutdown)(struct pci_dev *dev);int  (*sriov_configure)(struct pci_dev *dev, int num_vfs); /* On PF */const struct pci_error_handlers *err_handler;const struct attribute_group **groups;struct device_driver    driver;struct pci_dynids       dynids;
​ANDROID_KABI_RESERVE(1);ANDROID_KABI_RESERVE(2);ANDROID_KABI_RESERVE(3);ANDROID_KABI_RESERVE(4);
};

作为一个PCIe设备就需要创建一个pci_driver，重点函数在

    const struct pci_device_id *id_table;   /* Must be non-NULL for probe to be called */ //EP设备的ID相关int  (*probe)(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id);     /* New device inserted */ //EP probevoid (*remove)(struct pci_dev *dev);    /* Device removed (NULL if not a hot-plug capable driver) */ // EP设备removeint  (*suspend)(struct pci_dev *dev, pm_message_t state);       /* Device suspended */int  (*resume)(struct pci_dev *dev);    /* Device woken up */

具体查看PCIe wifi 设备驱动(注：这里的驱动程序放在Android路径下，不在内核路径下)

./vendor/nxp-opensource/nxp-mwifiex/mxm_wifiex/wlan_src/mlinux/moal_pcie.c

/* PCI Device Driver */
static struct pci_driver REFDATA wlan_pcie = {.name = "wlan_pcie",.id_table = wlan_ids,.probe = woal_pcie_probe,.remove = woal_pcie_remove,
#ifdef CONFIG_PM/* Power Management Hooks */.suspend = woal_pcie_suspend,.resume = woal_pcie_resume,
#endif
#if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(3, 18, 0).err_handler = woal_pcie_err_handler,
#endif
};

支持的wlan_ids，这里将定义了vendor_id， Device_id

static const struct pci_device_id wlan_ids[] = {
#ifdef PCIE8897{PCIE_VENDOR_ID_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W8897P,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},
#endif
#ifdef PCIE8997{PCIE_VENDOR_ID_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W8997P,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},{PCIE_VENDOR_ID_V2_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W8997P,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},
#endif
#ifdef PCIE9097{PCIE_VENDOR_ID_V2_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W9097,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},
#endif
#ifdef PCIE9098{PCIE_VENDOR_ID_V2_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W9098P_FN0,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},{PCIE_VENDOR_ID_V2_NXP,PCIE_DEVICE_ID_NXP_88W9098P_FN1,PCI_ANY_ID,PCI_ANY_ID,0,0,},{},}

这些设备的pci_device_id包含了什么信息，主要包含当前EP设备的Vendosr id, Device id 这些信息都是设备厂商提供的，都是需要去组织里面申请的。

注册PCI设备到内核pci_register_driver

/***  @brief This function registers the IF module in bus driver**  @return         MLAN_STATUS_SUCCESS or MLAN_STATUS_FAILURE*/
mlan_status woal_pcie_bus_register(void)
{mlan_status ret = MLAN_STATUS_SUCCESS;ENTER();
​/* API registers the NXP PCIE driver */if (pci_register_driver(&wlan_pcie)) {PRINTM(MFATAL, "PCIE Driver Registration Failed \n");ret = MLAN_STATUS_FAILURE;}
​LEAVE();return ret;
}

当加载这个wifi时候，匹配上设备树后 ，查看probe主要做了什么；

/***  @brief This function handles PCIE driver probe**  @param pdev     A pointer to pci_dev structure*  @param id       A pointer to pci_device_id structure**  @return         error code*/
static int woal_pcie_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
{pcie_service_card *card = NULL;t_u16 card_type = 0;int ret = 0;
​ENTER();
​PRINTM(MINFO, "vendor=0x%4.04X device=0x%4.04X rev=%d\n", pdev->vendor,pdev->device, pdev->revision);
​/* Preinit PCIE device so allocate PCIE memory can be successful */if (woal_pcie_preinit(pdev)) {PRINTM(MFATAL, "MOAL PCIE preinit failed\n");LEAVE();return -EFAULT;}
​card = kzalloc(sizeof(pcie_service_card), GFP_KERNEL);if (!card) {PRINTM(MERROR, "%s: failed to alloc memory\n", __func__);ret = -ENOMEM;goto err;}
​card->dev = pdev;
​card_type = woal_update_card_type(card);if (!card_type) {PRINTM(MERROR, "pcie probe: woal_update_card_type() failed\n");ret = MLAN_STATUS_FAILURE;goto err;}woal_pcie_init(card);
​if (woal_add_card(card, &card->dev->dev, &pcie_ops, card_type) ==NULL) {woal_pcie_cleanup(card);PRINTM(MERROR, "%s: failed\n", __func__);ret = -EFAULT;goto err;}
​
#ifdef IMX_SUPPORTwoal_regist_oob_wakeup_irq(card->handle);
#endif /* IMX_SUPPORT */
​LEAVE();return ret;
err:kfree(card);if (pci_is_enabled(pdev))pci_disable_device(pdev);
​LEAVE();return ret;
}
​

probe 中主要对设备进行一个初始化，最初开始调用woal_pcie_preinit进行使能PCI设备,设置一些DMA地址掩码相关

/***  @brief This function pre-initializes the PCI-E host*  memory space, etc.**  @param handle   A pointer to moal_handle structure**  @return         MLAN_STATUS_SUCCESS or MLAN_STATUS_FAILURE*/
static mlan_status woal_pcie_preinit(struct pci_dev *pdev)
{int ret;
​if (pdev->multifunction)device_disable_async_suspend(&pdev->dev);
​ret = pci_enable_device(pdev); //使能PCI设备
​if (ret)goto err_enable_dev;
​pci_set_master(pdev); //设置成总线主模式DMA模式, EP可以发起memory 方式请求
​PRINTM(MINFO, "Try set_consistent_dma_mask(32)\n");ret = pci_set_dma_mask(pdev, DMA_BIT_MASK(32)); //设置设备的DMA地址掩码32位，决定了使用物理内存范围if (ret) {PRINTM(MERROR, "set_dma_mask(32) failed\n");goto err_set_dma_mask;}
​ret = pci_set_consistent_dma_mask(pdev, DMA_BIT_MASK(32)); // 设置设备的一致性 DMA 地址掩码为 32 位if (ret) {PRINTM(MERROR, "set_consistent_dma_mask(64) failed\n");goto err_set_dma_mask;}return MLAN_STATUS_SUCCESS;
​
err_set_dma_mask:pci_disable_device(pdev);
err_enable_dev:return MLAN_STATUS_FAILURE;
}

申请PCIe内存映射到系统内存空间，这里重点查看woal_pcie_init，截取

​ret = pci_request_region(pdev, 0, DRV_NAME); //请求分配第一个区域的内存资源if (ret) {PRINTM(MERROR, "req_reg(0) error\n");goto err_req_region0;}card->pci_mmap = pci_iomap(pdev, 0, 0); //将第一个区域进行内存映射 BAR， 将其映射到驱动程序的虚拟内存地址空间中if (!card->pci_mmap) {PRINTM(MERROR, "iomap(0) error\n");goto err_iomap0;}ret = pci_request_region(pdev, 2, DRV_NAME); //请求第二个区域的内存资源if (ret) {PRINTM(MERROR, "req_reg(2) error\n");goto err_req_region2;}card->pci_mmap1 = pci_iomap(pdev, 2, 0); //将第二个区域进行内存映射 BARif (!card->pci_mmap1) {PRINTM(MERROR, "iomap(2) error\n");goto err_iomap2;}
​PRINTM(MINFO,"PCI memory map Virt0: %p PCI memory map Virt2: ""%p\n",card->pci_mmap, card->pci_mmap1);
​return MLAN_STATUS_SUCCESS;
 

从代码看到请求了两个区域的资源，也就是前几个章节提到的Configuration Space和Configuration Space，第一个用于配置，第二个用于数据的通道传输；
 

关于PCIe设备模式，这里采用PCIE_INT_MODE_MSI 中断方式
 

#ifdef PCIE
/* Enable/disable Message Signaled Interrupt (MSI) */
int pcie_int_mode = PCIE_INT_MODE_MSI;
static int ring_size;
#endif /* PCIE */
 

3.3 内核配置选项
 

CONFIG_WLAN_VENDOR_NXP=yCONFIG_MXMWIFIEX=mCONFIG_PM=y....
 

还有一些必要的并未举例；
 

 

4. WIFI驱动调试相关
 

按照上面分析，将WIFI驱动模块编译放入设备运行，成功可以看到以下打印信息：
 

打印信息看到关键信息：
 

Link up
 

看到这个，表示与设备已经建立了通信链路，可以进行链路的交换；剩下很多pci 0001:01:那些信息都是WIFI设备相关的一些配置信息打印。
 

启动成功后，通过命令lspci可以看到WIFI PCIe的信息：
 

01:00.0 Class 0200: 1b4b:2b42：
 

  •  
    01:00.0：PCI设备的域号、总线号和设备号。这个地址表示总线1上的设备0。
     
  •  
    Class 0200：设备的类别码，表示这是一个以太网控制器设备。
     
  •  
    1b4b:2b42：设备的厂商ID和设备ID。
     
 

调试PCIe出现的问题：
 

  1.  
    设备不能Link up上：
     
 

        
 

  1.  
    对硬件电路的排查，速率的确定监视信号是否正常；
     
 

注意：对于Android 相关调试并未列出，后续整理。
 


                                    

                                        这篇关于NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 3.11 Linux PCIe设备调试(WIFI模块)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
                                    

                                    

                                

                            

                            

                        

                    

                    

                        

                            

                            http://www.chinasem.cn/article/969937。
                            
                        

                    

                    
                    

                        
                            
                        
                    

                

                

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                                    《Linux中压缩、网络传输与系统监控工具的使用完整指南》在Linux系统管理中,压缩与传输工具是数据备份和远程协作的桥梁,而系统监控工具则是保障服务器稳定运行的眼睛,下面小编就来和大家详细介绍一下它...																									目录引言一、压缩与解压：数据存储与传输的优化核心1. zip/unzip：通用压缩格式的便捷操作2.
                                

                                

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                                        Python中re模块结合正则表达式的实际应用案例
                                    
                                

                            

                            

                                

                                    Python中re模块结合正则表达式的实际应用案例
                                

                                

                                    《Python中re模块结合正则表达式的实际应用案例》Python中的re模块是用于处理正则表达式的强大工具,正则表达式是一种用来匹配字符串的模式,它可以在文本中搜索和匹配特定的字符串模式,这篇文章主...																									目录前言re模块常用函数一、查看文本中是否包含 A 或 B 字符串二、替换多个关键词为统一格式三、提
                                

                                

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                                        Linux中SSH服务配置的全面指南
                                    
                                

                            

                            

                                

                                    Linux中SSH服务配置的全面指南
                                

                                

                                    《Linux中SSH服务配置的全面指南》作为网络安全工程师,SSH（SecureShell）服务的安全配置是我们日常工作中不可忽视的重要环节,本文将从基础配置到高级安全加固,全面解析SSH服务的各项参...																									目录概述基础配置详解端口与监听设置主机密钥配置认证机制强化禁用密码认证禁止root直接登录实现双因素
                                

                                

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                                        嵌入式数据库SQLite 3配置使用讲解
                                    
                                

                            

                            

                                

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                                    《嵌入式数据库SQLite3配置使用讲解》本文强调嵌入式项目中SQLite3数据库的重要性,因其零配置、轻量级、跨平台及事务处理特性,可保障数据溯源与责任明确,详细讲解安装配置、基础语法及SQLit...																									目录0、惨痛教训1、SQLite3环境配置（1）、下载安装SQLite库（2）、解压下载的文件（3）、
                                

                                

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                                        在Linux终端中统计非二进制文件行数的实现方法
                                    
                                

                            

                            

                                

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