【Atheros】如何禁用載波偵聽CSMA和BACKOFF

無線網絡上發包之前都要進行載波偵聽，如果未收到ACK，就指數級退避之后重傳。

有時候我們為了觀察網卡在全力發送數據包時的性能，要禁用CSMA和ACK，這一篇文章先來討論怎么禁用CSMA，這里提供兩種思路，一是通過設置幾個寄存器來完成禁CSMA和退避，，在drivers/net/wireless/ath/ath9k/hw.c的ath9k_hw_reset函數最后設置幾個寄存器：

REG_SET_BIT(ah, AR_DIAG_SW, AR_DIAG_FORCE_CH_IDLE_HIGH);
REG_SET_BIT(ah, AR_DIAG_SW, AR_DIAG_IGNORE_VIRT_CS);
REG_SET_BIT(ah, AR_D_GBL_IFS_MISC, AR_D_GBL_IFS_MISC_IGNORE_BACKOFF);

我以前搜到過一個說法，設置AR_DIAG_SW寄存器的AR_DIAG_IGNORE_VIRT_CS來禁用虛擬載波偵聽，設置AR_DIAG_SW寄存器的AR_DIAG_FORCE_RX_CLEAR來禁止物理載波偵聽，，不過我設置FORCE_RX_CLEAR這個的時候有一定幾率崩潰，所以最終沒有采用。關於虛擬和物理載波偵聽，參考《下一代無線局域網-802.11n的吞吐率、強健性和可靠性》一書的解釋是：

CSMA/CA的基礎在於載波偵聽。DCF同時通過物理和虛擬的載波偵聽功能來判斷媒體狀態。物理載波偵聽功能位於PHY中，其通過能量檢測與帶幀長后延的前導碼檢測來判斷媒體是否繁忙。虛擬載波偵聽功能位於MAC中，其使用在MAC頭的“時長”字段中所承載的預訂信息，該信息聲明了對媒體的獨占接入。虛擬載波偵聽功能被稱為網絡分配向量（NAV）。只有在物理和虛擬載波偵聽機制都給出同樣結果的情況下，媒體才被判斷為空閑。

這個VIRT_CS位應該就是虛擬載波偵聽，而物理載波偵聽應該怎么來禁止，對於網上說的AR_DIAG_FORCE_RX_CLEAR這個標志，不了解具體作用。AR_DIAG_FORCE_CH_IDLE_HIGH而這個位則表明信道空閑，我覺得應該是和這個物理載波偵聽相對應的。

 

但是，本文下面分割線以后，提出了一個問題，那就是只用上面的前兩行來禁CSMA沒有問題，但是用第三行禁退避，就會出問題，用下文的設置skb->priority的方法能夠保證可以正常發送，系統不再panic，但是速率會很低，所以我用另外的方法來禁用退避，驅動有很多的發送隊列，針對每一個發送隊列，要設置自己的最大退避窗口，最小退避窗口，把這兩個值都設置成0就是禁用退避了，而且針對每個隊列，也有單獨禁用退避（backoff）的方式，在drivers/net/wireless/ath/ath9k/mac.c的ath9k_hw_resettxqueue函數里，隨便找個快結束的地方，加上：

REG_WRITE(ah, AR_DLCL_IFS(q),
        SM(0, AR_D_LCL_IFS_CWMIN) |
        SM(0, AR_D_LCL_IFS_CWMAX) |
        SM(qi->tqi_aifs, AR_D_LCL_IFS_AIFS));
REG_SET_BIT(ah, AR_DMISC(q), AR_D_MISC_POST_FR_BKOFF_DIS);

==================================分割線===========================================

如果采用最前面的設置三個寄存器的方法來禁用CSMA，使用pktgen的時候還是會panic的。

決解思路：skb中有這么一個域，叫做nfctinfo，源代碼里對它的解釋是“Relationship of this skb to the connection”，在源代碼里它的類型是__u8，但是我在網上查找的資料，都是說這是一個枚舉型變量ip_conntrack_info的值。

nfctinfo是一個NetFilter相關的概念，我在驅動的庫里面找到了ip_conntrack_info枚舉類型的定義，如下：

/* Connection state tracking for netfilter.  This is separated from,
    but required by, the NAT layer; it can also be used by an iptables
    extension. */
enum ip_conntrack_info
{
    IP_CT_ESTABLISHED,    /*作為已建立的連接的一部分*/
    IP_CT_RELATED,        /*正在建立或已建立的連接，或ICMP錯誤*/
    IP_CT_NEW,            /*新連接或重傳*/
    IP_CT_IS_REPLY,        /*大於等着這個數的都是應答*/
    IP_CT_NUMBER = IP_CT_IS_REPLY * 2 - 1    /*不同的IP_CT 類型*/
};

pktgen沒有對這個值做修改，是0，但是使用iperf進行發包時，經過一層層協議棧，這個值已經被賦為2，也就是新建連接來發送。

當禁用掉CSMA之后，更確切地說是忽略退避（設置標志位AR_D_GBL_IFS_MISC_IGNORE_BACKOFF）之后，如果這個nfctinfo的取值是IP_CT_ESTABLISHED則發不出包去。設置為2（IP_CT_NEW）之后就可以了。但是這兩者之間的具體關系不了解。在前一篇文章的最后，我講了在驅動里面為pktgen數據包強制設置發送隊列的方法，只需要在那里面再加一行（並且設置隊列也不是寫死一個2了，而是用驅動自己去選擇隊列）：

if (skb->len > 58){
    __le32 *magic = &skb->data[42];
    if(*magic == 0xbe9be955){                /* magic number of pktgen */
        skb_set_queue_mapping(skb, ieee80211_select_queue(sdata, skb));        /* BE */
        skb->priority = 0;                    /* skb->nfctinfo = 2; */
    }
}

但是這么做了之后pktgen的速率還是提不上去，最好還是用本文正文的方法去禁用BACKOFF。