Wie funktionieren die nl80211-Bibliothek und cfg80211?

Ich möchte lernen, wie nl80211 Und cfg80211 Arbeit im Detail, wie zum Beispiel: Funktionsablauf und wie nl80211 interagiert mit Netzwerk-Tools wie wpa_supplicant Und iw.

Um WLAN-Treiber vom Userspace aus steuern zu können, werden einige IPC-Kommunikationsprozesse zwischen Kernel und Userspace verwendet.

• Anfangs ioctl mit herstellerabhängigen APIs verwendet.
• 1996 kreiert Jean Tourrilhes drahtlose Erweiterungen (WIR oder WEXT).

Die Wireless Extension (WE) ist eine generische API, die es einem Treiber ermöglicht, die Benutzerbereichskonfiguration und -statistiken offenzulegen, die für gängige Wireless LANs spezifisch sind.

• 2006 kreiert John Linville mac80211 und Johannes Berg kreiert cfg80211 Und nl80211. Zusammen soll es drahtlose Nebenstellen ersetzen.

  +-------------+
  |             |
  |  Userspace  |
  |             |
  +-------------+
        ^
  - - - | - - - - 
        | nl80211
        v
  +-------------+
  |             |
  |  cfg80211   |
  |             |
  +-------------+
  +-------------+
  |             |
  |  mac80211   |
  |   driver    |
  |             |
  +-------------+
  

Ein wichtiger Punkt ist, dass nl80211/cfg80211/mac80211 ioctl nicht mehr verwenden, sie verwenden Netzverbindung.

Also Werkzeuge wie iw, hostapd oder der wpa_supplicant Verwenden Sie einige Netlink-Bibliotheken (wie z libnl oder libnl-winzig) und den öffentlichen Header der Netlink-Schnittstelle, der natürlich ist nl80211.h.

Es gibt nicht so viele Dokumentationen, aber ich rate Ihnen, die zu lesen libnl-Dokumentation und dann die iw-Quellcode (weil ich libnl benutze).

Ein etwas detaillierteres Bild davon, wie nl80211 Und cfg80211 mit anderen Teilen des Systems arbeiten (user space, kernelUnd hardware).

• nl80211 ist die Schnittstelle zwischen Userspace-Software (iw, wpa_supplicantusw.) und der Kernel (cfg80211 Und mac80211 Kernel-Module und spezifische Treiber).
• Die WLAN-Treiber und -Hardware können Full-MAC oder Soft-MAC sein (siehe Wireless_network_interface_controller).
• cfg80211_ops ist eine Reihe von Operationen, die Full-MAC-Treiber und mac80211 Modul anmelden cfg80211 Modul.
• ieee80211_ops ist eine Reihe von Operationen, bei denen sich Soft-MAC-Treiber registrieren mac80211 Modul.

Ich habe ein grundlegendes Code-Flussdiagramm für den Wireless-Stack in Linux erstellt,
den ganzen Weg von wpa_supplicant > cfg80211 > mac80211 > ath9k_htc.

Der Code wurde für den Linux-Kernel 5.4.31 verfolgt.

Hier ist das Verknüpfung.

Siehe meine Antwort auf How to Learn the Structure of Linux Wireless Drivers (mac80211)?

In wpa_supplicantkönnen Sie dem Code folgen src/drivers/driver_nl80211.c. Dies ist ein wpa_supplicant-Treiber (kein Kernel-Treiber, sondern eine Abstraktion, die in wpa_supplicant Code), der verwendet libnl mit dem Kernel zu kommunizieren cfg80211 Modul. Wenn wpa_supplicant gibt dann zum Beispiel einen Scan aus wpa_driver_nl80211_scan wird angerufen. Es baut die netlink Nachricht mit einem aufgerufenen Befehl NL80211_CMD_TRIGGER_SCAN und mit allen für den Scan erforderlichen Parametern.