【Atheros】如何禁用载波侦听CSMA和BACKOFF

无线网络上发包之前都要进行载波侦听，如果未收到ACK，就指数级退避之后重传。

有时候我们为了观察网卡在全力发送数据包时的性能，要禁用CSMA和ACK，这一篇文章先来讨论怎么禁用CSMA，这里提供两种思路，一是通过设置几个寄存器来完成禁CSMA和退避，，在drivers/net/wireless/ath/ath9k/hw.c的ath9k_hw_reset函数最后设置几个寄存器：

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);

我以前搜到过一个说法，设置AR_DIAG_SW寄存器的AR_DIAG_IGNORE_VIRT_CS来禁用虚拟载波侦听，设置AR_DIAG_SW寄存器的AR_DIAG_FORCE_RX_CLEAR来禁止物理载波侦听，，不过我设置FORCE_RX_CLEAR这个的时候有一定几率崩溃，所以最终没有采用。关于虚拟和物理载波侦听，参考《下一代无线局域网-802.11n的吞吐率、强健性和可靠性》一书的解释是：

CSMA/CA的基础在于载波侦听。DCF同时通过物理和虚拟的载波侦听功能来判断媒体状态。物理载波侦听功能位于PHY中，其通过能量检测与带帧长后延的前导码检测来判断媒体是否繁忙。虚拟载波侦听功能位于MAC中，其使用在MAC头的“时长”字段中所承载的预订信息，该信息声明了对媒体的独占接入。虚拟载波侦听功能被称为网络分配向量（NAV）。只有在物理和虚拟载波侦听机制都给出同样结果的情况下，媒体才被判断为空闲。

这个VIRT_CS位应该就是虚拟载波侦听，而物理载波侦听应该怎么来禁止，对于网上说的AR_DIAG_FORCE_RX_CLEAR这个标志，不了解具体作用。AR_DIAG_FORCE_CH_IDLE_HIGH而这个位则表明信道空闲，我觉得应该是和这个物理载波侦听相对应的。

但是，本文下面分割线以后，提出了一个问题，那就是只用上面的前两行来禁CSMA没有问题，但是用第三行禁退避，就会出问题，用下文的设置skb->priority的方法能够保证可以正常发送，系统不再panic，但是速率会很低，所以我用另外的方法来禁用退避，驱动有很多的发送队列，针对每一个发送队列，要设置自己的最大退避窗口，最小退避窗口，把这两个值都设置成0就是禁用退避了，而且针对每个队列，也有单独禁用退避（backoff）的方式，在drivers/net/wireless/ath/ath9k/mac.c的ath9k_hw_resettxqueue函数里，随便找个快结束的地方，加上：

REG_WRITE(ah, AR_DLCL_IFS(q),
        SM(, AR_D_LCL_IFS_CWMIN) |
        SM(, 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);

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如果采用最前面的设置三个寄存器的方法来禁用CSMA，使用pktgen的时候还是会panic的。

决解思路：skb中有这么一个域，叫做nfctinfo，源代码里对它的解释是“Relationship of this skb to the connection”，在源代码里它的类型是__u8，但是我在网上查找的资料，都是说这是一个枚举型变量ip_conntrack_info的值。

nfctinfo是一个NetFilter相关的概念，我在驱动的库里面找到了ip_conntrack_info枚举类型的定义，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,    /*作为已建立的连接的一部分*/
    IP_CT_RELATED,        /*正在建立或已建立的连接，或ICMP错误*/
    IP_CT_NEW,            /*新连接或重传*/
    IP_CT_IS_REPLY,        /*大于等着这个数的都是应答*/
    IP_CT_NUMBER = IP_CT_IS_REPLY *  -     /*不同的IP_CT 类型*/
};

pktgen没有对这个值做修改，是0，但是使用iperf进行发包时，经过一层层协议栈，这个值已经被赋为2，也就是新建连接来发送。

当禁用掉CSMA之后，更确切地说是忽略退避（设置标志位AR_D_GBL_IFS_MISC_IGNORE_BACKOFF）之后，如果这个nfctinfo的取值是IP_CT_ESTABLISHED则发不出包去。设置为2（IP_CT_NEW）之后就可以了。但是这两者之间的具体关系不了解。在前一篇文章的最后，我讲了在驱动里面为pktgen数据包强制设置发送队列的方法，只需要在那里面再加一行（并且设置队列也不是写死一个2了，而是用驱动自己去选择队列）：

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

但是这么做了之后pktgen的速率还是提不上去，最好还是用本文正文的方法去禁用BACKOFF。