Madwifi DFS源码阅读

主要内容:

Radar的一些相关知识

Madwifi dfs的主要思想

主要结构体说明

主要处理流程

一.Radar的一些相关知识 

1.常见缩略词

v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} p\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} v\:textbox {display:none;}

DFS ：Dynamic Frequency Selection

CAC：Channel Availability Check

BIT： Burst Interval Time

PPB ：Pulses Per Burst

PRF： Pulse Repetition Frequency

补充说明：每一个脉冲串（Burst）由多个Pulse(脉冲)组成，每个脉冲由多个无线电波组成；无线电波的频率，无线电波的接收信号强度，脉冲的长度和脉冲间隔的周期是区分无线电波很重要的特征。

2.固定脉冲间隔周期一次脉冲串示意图（一个脉冲）

3.固定脉冲间隔周期多次脉冲串示意图（一个脉冲串）

二.Madwifi dfs的主要思想

Madwifi主要是利用无线电波的频率、接收信号强度、脉冲长度、脉冲间隔等特征来区分噪音信号、数据信号和雷达波信号。

Madwifi首先将常见的雷达波的特征进行总结，并进行分类，主要分为固定FRI和可变FRI两种，然后又根据脉冲长度和脉冲间隔再进行细分（为此建立了两张表dfs_radarf，dfs_radartable）。

根据脉冲长度可以找到脉冲类型（查找dfs_radartable，行代表脉冲的长度，列表示该长度下可能的类型），找到过滤器类型后，再根据其它特征来比对过滤器类型中的每一个过滤器。当找到一个是个的过滤器之后，将这一次无线波的特征加入到该过滤器的一个DL队列中，该队列的大小由此次deltaT和队列相邻前面几个元素的deltaT时间之和要恰好小于Windows(windows的值是该过滤器的每个burst中的pulse的数量和pulse width的乘积),恰好小于是指在多加一个元素就会大于windows的值。 加入到过滤器的DL队列中之后，再从中找出最可能是雷达波的元素

（查找的方法主要是通过比较pri的值，及通过比较每个元素的pri值的差值，

看是否在可接受的误差允许的范围内，直到找到该元素和其它元素的pri的

差值在允许的元素个数大于预先设好的门限值rf->rf_threshold）。

找到该元素后，利用该元素再去比较dl队列中的每一个元素，条件是，当

符合条件的元素的个数大于或等于rf->rf_threshold及认为找到radar。

确定DL示意图

三.主要结构体说明

struct ath_dfs {
    u_int32_t        dfsdomain;    /* cur. DFS domain */
    STAILQ_HEAD(,dfs_event)    dfs_eventq;    /* Q of free dfs event objects */
    STAILQ_HEAD(,dfs_event)    dfs_radarq;    /* Q of radar events */
    STAILQ_HEAD(,dfs_event) dfs_arq;    /* Q of AR events */
    struct dfs_state    dfs_radar[DFS_NUM_RADAR_STATES];     /* Per-Channel Radar detector state */
    struct dfs_filtertype    *dfs_radarf[DFS_MAX_RADAR_TYPES]; /* One filter for each radar pulse type */
    struct dfs_info        dfs_rinfo;    /* State variables for radar processing */
    struct dfs_bin5radars    *dfs_b5radars;    /* array of bin5 radar events */
    int8_t            **dfs_radartable;    /* mapping of radar durations to filter types */
    struct dfs_nolelem    *dfs_nol;    /* Non occupancy list for radar */
    HAL_PHYERR_PARAM    dfs_defaultparams; /* Default phy params per radar state */
    struct dfs_stats        ath_dfs_stats;        /* DFS related stats */
            struct dfs_pulseline    *pulses;        /* pulse history */
            struct dfs_event        *events;        /* Events structure */

u_int8_t        sc_dfstest_ieeechan;    /* IEEE channel number to return to after a dfs mute test */
        u_int32_t        sc_dfs_cac_time;    /* Time to stay off chan during dfs test */
        u_int32_t        sc_dfstesttime;    /* Time to stay off chan during dfs test */
        os_timer_t       sc_dfs_task_timer;/* dfs wait timer */
        os_timer_t       sc_dfswaittimer;/* dfs wait timer */
        os_timer_t      sc_dfstesttimer;/* dfs mute test timer */
        u_int8_t        dfs_bangradar;
        int             dur_multiplier;
};
这个结构体一方面是用来和sc进行关联，从而做到和其它驱动模块进行关联，方便调用。另一方面就是用来保存本身的一些信息；


dfsdomain：用来表示所在国家的区域；


dfs_eventq：空的event queue,用来与dfs_radarq和dfs_arq配套使用；


dfs_radar[DFS_NUM_RADAR_STATES]：用来保存和chan相关的信息；


*dfs_radarf[DFS_MAX_RADAR_TYPES]：用来存储filter type信息；


dfs_radartable：用来根据pulse dur来查找可能的radar filter；


dfs_defaultparams:用来存储和硬件寄存器相关的门限值数据，用来控制网卡的敏感度；


Pulses：用来存储pulse的历史记录，对pattern_type为1的有很大作用；


 ath_dfs_stats：用来存储dfs的一些状态信息，最重要的就是检测到的雷达的数目；

struct dfs_filtertype {
    struct dfs_filter ft_filters[DFS_MAX_NUM_RADAR_FILTERS];    /* array of filters */
    u_int32_t    ft_filterdur;    /* Duration of pulse which specifies filter type */
    u_int32_t    ft_numfilters;   /* Num filters of this type */
    u_int64_t       ft_last_ts;             /* Last timestamp this filtertype was used (in usecs) */
    u_int32_t    ft_mindur;     /* min pulse duration to be considered
                       for this filter type */
    u_int32_t    ft_maxdur;     /* max pulse duration to be consdiered
                           for this filter type */
    u_int32_t    ft_rssithresh;     /* min rssi to be considered for this filter type */
    u_int32_t    ft_numpulses;     /* Num pulses in each filter of this type */
        u_int32_t       ft_patterntype; /* fixed or variable pattern type */
    u_int32_t     ft_minpri;     /* min pri to be considered for this type*/
    u_int32_t    ft_rssimargin;     /* rssi threshold margin. In Turbo Mode HW reports rssi 3dB */
                    /* lower than in non TURBO mode. This will offset that diff.*/
};

这个结构体用来表示过滤器类型，ft_filters表示该过滤器类型中包含的过滤器， ft_filterdur用来区分过滤器类型， ft_numfilters表示该过滤器类型中包含的过滤器的数目（最大是10）, ft_last_ts用来记录该过滤器类型的上次radar的时间， ft_mindur和ft_maxdur分别表示该过滤器类型的脉冲的最小和最大长度， ft_rssithresh表示该过滤器允许的最小接收信号强度， ft_numpulses表示burst中pulse的个数。ft_patterntype表示过滤器是属于固定PRI或者变动PRI. ft_minpri表示该过滤器允许的最小pri, ft_rssimargin表示该过滤器允许rssi误差（变化值）的最大值。

struct dfs_filter {
        struct dfs_delayline rf_dl;     /* Delay line of pulses for this filter */
        u_int32_t       rf_numpulses;   /* Number of pulses in the filter */
        u_int32_t       rf_minpri;      /* min pri to be considered for this filter*/
        u_int32_t       rf_maxpri;      /* max pri to be considered for this filter*/
        u_int32_t       rf_threshold;   /* match filter output threshold for radar detect */
        u_int32_t       rf_filterlen;   /* Length (in usecs) of the filter */
        u_int32_t       rf_patterntype; /* fixed or variable pattern type */
        u_int32_t       rf_mindur;      /* Min duration for this radar filter */
        u_int32_t       rf_maxdur;      /* Max duration for this radar filter */
        u_int32_t       rf_pulseid;     /* Unique ID corresponding to the original filter ID */
};

该结构体是用来表示具体的过滤器（注意和过滤器类型相区分，过滤器类型中有多个过滤器）。

rf_dl存放该过滤器满足条件的pulse,大小请参考第6，7页的介绍； rf_numpulses表示该过滤器的脉冲串中脉冲数目；

rf_minpri和rf_maxpri分别表示该过滤器最小和做大脉冲间隔周期；

rf_threshold：匹配该过滤器的radar检测数目的门限值；

rf_filterlen：过滤器的长度（等于rf_numpulses* rf_maxpri）；

 rf_patterntype：固定pri(0)或者变动pri(2),值为1也属于固定但处理很特 殊，我们的6种radar 没有属于1的情况。

 rf_mindur和rf_maxdur分别表示该过滤器允许的最小最大脉冲长度；

 rf_pulseid：该过滤器的编号

/* NB: The first element in the circular buffer is the oldest element */

struct dfs_delayline {
    struct dfs_delayelem dl_elems[DFS_MAX_DL_SIZE];    /* Array of pulses in delay line */
    u_int64_t    dl_last_ts;        /* Last timestamp the delay line was used (in usecs) */
    u_int32_t    dl_firstelem;        /* Index of the first element */
    u_int32_t    dl_lastelem;        /* Index of the last element */
    u_int32_t    dl_numelems;        /* Number of elements in the delay line */
};

dfs_delayline用来对应dfs_filter中的rf_dl, dl_elems用来存放具体的pulse信息。其中需要注意的是dl_last_ts的值，它表示该过滤器的最后一个pulse的时间，但不一定是lastelem所对应的时间（有两种情况会更新最后时间但不加入到dl中）。

struct dfs_delayelem {

u_int32_t de_time; /* Current "filter" time for start of pulse in usecs*/

u_int8_t de_dur; /* Duration of pulse in usecs*/

        u_int8_t        de_rssi;        /* rssi of pulse in dB*/

};

dfs_delayelem表示dfs_delayline中具体的元素，用来存放pulse信息;

de_time表示这个pulse和dl_last_ts之间的差值；

de_dur表示脉冲的长度

de_rssi表示该脉冲的接收信号强度。

四.主要流程

初始化过程：

ath_dev_attach---àdfs_attach->dfs_init_radar_filters-àath_hal_getdfsradars

dfs_attach:主要完成dfs和sc的关联，eventq,radarq,arq的初始化动作，并为radar filter 和 radar table 分配空间。

dfs_init_radar_filters:当dfs domain没有被初始化或者和hal domain不同时就需要初始化radar filter tables.这个函数主要用来初始化radar filter 表同时初始化dfs_radartable,达到通过pulse dur来找到可能的filter（作用可以参考第5页）。

ath_hal_getdfsradars:这个函数会根据domain去取预先设好的几种pulse参数，并用这些数据区填充radar filter

处理过程：

①ath_rx_tasklet->ath_process_phyerr(struct ath_softc *sc, struct ath_desc *ds, u_int64_t fulltsf)

当产生硬件错误中断时，调用ath_process_phyerr，在这个函数中，fulltsf用来记录硬件中断时的time stamp,

主要的信息都保存在ath_desc中，当确定是radar detect产生的错误时，从ds中算出pulse的rssi, chaninfo 和dur等信息。然后从eventq中取出一个元素并赋值，当chaninfo的信息为(CHANNEL_2GHZ|CHANNEL_OFDM|CHANNEL_TURBO) 将event存放到arq中，但是我们的条件是不可能会出现上述情况，故不考虑。我们的情况是将event添加到radarq中，由后面的dfs_process_radarevent去处理。

②OS_TIMER_FUNC(ath_radar_task)->dfs_process_radarevent

 OS_INIT_TIMER(sc->sc_osdev, &sc->sc_dfs->sc_dfs_task_timer, ath_radar_task, sc);

 ath_rx_tasklet ->OS_SET_TIMER(&sc->sc_dfs->sc_dfs_task_timer, 0);

③ dfs_process_radarevent:从radarq中取出event,将其中的值赋给re,并立即将空间归还给eventq。