分析Zephyr ESP32 WIFI驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)可以更為清晰的掌握esp32 wifi在zephyr上的使用，本文主要分析esp32的wifi驅(qū)動如何被集成進(jìn)Zephyr的驅(qū)動，并不涉及esp32 wifi驅(qū)動本身API的說明。

框架

目前ESP32 wifi在zephyr上的實(shí)現(xiàn)框架如下圖

1. esp_private：

esp提供的wifi驅(qū)動，不開源，屬于zephyr的外部module，其API頭文件在moduleshalespressifcomponentsesp_wifiincludeesp_private內(nèi)

2. adapter

esp提供的zephyr wifi適配層，對esp_private進(jìn)行封裝專門為zephyr用，屬于zephyr的外部module，其代碼放在moduleshalespressifzephyradaptersrcwifi

3. esp_wifi_drv：

Zephyr中的esp32 wifi驅(qū)動，調(diào)用adapter，和L2 ethernet進(jìn)行對接。明明是wifi，不封裝為L2 wifi， 而封裝為L2 ethernet，這可能是目前zephyr對L2 wifi的抽象還不完備，目前只支持offload wifi。

這部分是后文的主要分析內(nèi)容，代碼在zephyrdriverswifiesp32src

4. L2 ethernet

Zephyr L2 ethernet，提供ethernet初始化/配置/收發(fā)功能， 代碼在zephyrsubsys etl2ethernet，本文不做分析

esp_wifi_drv

zephyr的esp32 wifi驅(qū)動可以分為初始化，收，發(fā)三部分來分析：

初始化

主要是完成L2的初始化，注冊入device初始化函數(shù)eth_esp32_dev_init和iface的初始化函數(shù)eth_esp32_init已經(jīng)L2的發(fā)送函數(shù)eth_esp32_send

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static const struct ethernet_api eth_esp32_apis = {

.iface_api.init= eth_esp32_init，

.send = eth_esp32_send，

};

NET_DEVICE_DT_INST_DEFINE（0，

eth_esp32_dev_init， NULL，

e_data， NULL， CONFIG_ETH_INIT_PRIORITY，

e_esp32_apis， ETHERNET_L2，

NET_L2_GET_CTX_TYPE（ETHERNET_L2）， NET_ETH_MTU）;

使用NET_DEVICE_DT_INST_DEFINE注冊后，在系統(tǒng)啟動時(shí)kernel的POST_KERNEL階段調(diào)用eth_esp32_dev_init，在net初始化階段調(diào)用eth_esp32_init.

eth_esp32_dev_init代碼如下，主要是調(diào)用hal中提供的一系列初始化和啟動函數(shù)，讓wifi啟動，值得注意的是當(dāng)CONFIG_ESP32_WIFI_STA_AUTO=y時(shí)，zephyr驅(qū)動會自動去幫你用配置好的CONFIG_ESP32_WIFI_SSID和CONFIG_ESP32_WIFI_PASSWORD去連接Wifi。

如果沒有配置，就需要在應(yīng)用代碼中直接調(diào)用esp hal的API進(jìn)行連接，另外就是zephyr目前并沒有將esp32 wifi的scan/connect/disconnect做到L2 WIFI內(nèi)進(jìn)行管理，可以參考Zephyr網(wǎng)絡(luò)管理模塊分析-注冊請求機(jī)制， 這邊部分也需要在應(yīng)用中直接調(diào)用esp hal的API進(jìn)行管理。

static int eth_esp32_dev_init（const struct device *dev）

{

esp_timer_init（）;

esp_event_init（）;

wifi_init_config_t config = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT（）;

esp_err_t ret = esp_wifi_init（&config）;

ret |= esp_supplicant_init（）;

ret |= esp_wifi_start（）;

//安裝配置進(jìn)行WIFI連接

if （IS_ENABLED（CONFIG_ESP32_WIFI_STA_AUTO）） {

wifi_config_t wifi_config = {

.sta = {

.ssid = CONFIG_ESP32_WIFI_SSID，

.password = CONFIG_ESP32_WIFI_PASSWORD，

}，

};

ret = esp_wifi_set_mode（WIFI_MODE_STA）;

ret |= esp_wifi_set_config（ESP_IF_WIFI_STA， &wifi_config）;

ret |= esp_wifi_connect（）;

}

if （ret ！= ESP_OK） {

LOG_ERR（“Connect failed”）;

}

return ret;

}

網(wǎng)絡(luò)初始化， 完成ethernet iface注冊，并注冊數(shù)據(jù)接收callback，

static void eth_esp32_init（struct net_if *iface）

{

const struct device *dev = net_if_get_device（iface）;

struct esp32_wifi_runtime *dev_data = DEV_DATA（dev）;

dev_data-》iface = iface;

esp32_wifi_iface = iface;

//從ESP32讀出MAC地址，設(shè)置給zephyr的iface

/* Start interface when we are actually connected with WiFi network */

net_if_flag_set（iface， NET_IF_NO_AUTO_START）;

esp_read_mac（dev_data-》mac_addr， ESP_MAC_WIFI_STA）;

/* Assign link local address. */

net_if_set_link_addr（iface，

dev_data-》mac_addr， 6， NET_LINK_ETHERNET）;

//進(jìn)行ethernet初始化

ethernet_init（iface）;

//注冊接收數(shù)據(jù)的callback，當(dāng)hal esp32 wifi驅(qū)動收到網(wǎng)絡(luò)封包后會調(diào)用eth_esp32_rx

esp_wifi_internal_reg_rxcb（ESP_IF_WIFI_STA， eth_esp32_rx）;

}

數(shù)據(jù)接收

前面的代碼可以看到注冊的callback是eth_esp32_rx，hal esp32 wifi驅(qū)動收到網(wǎng)絡(luò)封包后會調(diào)用eth_esp32_rx，eth_esp32_rx會將網(wǎng)絡(luò)封包直接轉(zhuǎn)發(fā)給IP層

static esp_err_t eth_esp32_rx（void *buffer， uint16_t len， void *eb）

{

struct net_pkt *pkt;

if （esp32_wifi_iface == NULL） {

LOG_ERR（“network interface unavailable”）;

return ESP_FAIL;

}

//為封包分配內(nèi)存

pkt = net_pkt_rx_alloc_with_buffer（esp32_wifi_iface， len，

AF_UNSPEC， 0， K_NO_WAIT）;

if （！pkt） {

LOG_ERR（“Failed to get net buffer”）;

return ESP_FAIL;

}

//將封包數(shù)據(jù)從驅(qū)動搬運(yùn)到pkt內(nèi)

if （net_pkt_write（pkt， buffer， len） 《 0） {

LOG_ERR（“Failed to write pkt”）;

goto pkt_unref;

}

//將封包抓發(fā)給IP層

if （net_recv_data（esp32_wifi_iface， pkt） 《 0） {

LOG_ERR（“Failed to push received data”）;

goto pkt_unref;

}

//通知esp驅(qū)動封包數(shù)據(jù)已經(jīng)使用完

esp_wifi_internal_free_rx_buffer（eb）;

return ESP_OK;

pkt_unref：

net_pkt_unref（pkt）;

return ESP_FAIL;

}

數(shù)據(jù)發(fā)送

數(shù)據(jù)發(fā)送的API在初始化時(shí)將eth_esp32_send注冊進(jìn)ethernet_api的send， IP層在呼叫L2的send時(shí)會找到ethernet_send進(jìn)行發(fā)送，ethernet_send調(diào)用就是eth_esp32_send

static int ethernet_send（struct net_if *iface， struct net_pkt *pkt）

{

。。。

//這里api-》send就是注冊的eth_esp32_send

ret = net_l2_send（api-》send， net_if_get_device（iface）， iface， pkt）;

。。。

}

static inline int net_l2_send（net_l2_send_t send_fn，

const struct device *dev，

struct net_if *iface，

struct net_pkt *pkt）

{

net_capture_pkt（iface， pkt）;

return send_fn（dev， pkt）;

}

static int eth_esp32_send（const struct device *dev， struct net_pkt *pkt）

{

const int pkt_len = net_pkt_get_len（pkt）;

//找到frame

/* Read the packet payload */

if （net_pkt_read（pkt， DEV_DATA（dev）-》frame_buf， pkt_len） 《 0） {

return -EIO;

}

//使用hal esp32 wifi進(jìn)行發(fā)送

/* Enqueue packet for transmission */

esp_wifi_internal_tx（ESP_IF_WIFI_STA， （void *）DEV_DATA（dev）-》frame_buf， pkt_len）;

LOG_DBG（“pkt sent %p len %d”， pkt， pkt_len）;

return 0;

}

待確認(rèn)

Wifi的幀結(jié)構(gòu)是802.11， 其幀結(jié)構(gòu)和ethernet不一樣，現(xiàn)在直接將hal esp32 wifi和zephyr ethernet對接，應(yīng)該是esp做了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，具體如何，待確認(rèn)。

編輯：jq