Linux/PCMCIA の履歴(No.17)

PCMCIA

#navi(contents-page-name): No such page: Linux

CONTENTS

はじめに
Beta 04 Release !! (2005-05-26)
ks2101-linux power-save 開発メモ
Beta 03 Release !! (2005-05-23)
Beta 02 Release !! (2005-05-17)
Beta 01 Release !! (2005-05-13)
KS2970 (CF card) CIS 情報
Beta 00 Release !! (2005-04-12)
Firmware Debug Command
Linux Network Device
Linux Driver 設計
Linux Driver Loading
Linux Driver 検討項目
KS2916
KS2101

REFERENCES

Linux PCMCIA Information

はじめに†

PCMCIAは、Personal Computer Memory Card International Association の略。現在は規格として、「PC Card Standard」となったので、"16-bit PC Card" というほうが正しい表現。

PC Card 分類

PC Card	16Bit PC Card	メモリカード	SRAMカード
			リニアフラッシュメモリカード
			マスクROMカード
		I/Oカード	ATAフラッシュ	このカテゴリが多い
			ATAHDDカード
			モデムカード
			SCSIカード
			LANカード
			その他
	CardBusカード		高速SCSIカード
			高速ATAカード
			高速LANカード
			高速シリアル(USB/1394)カード
	その他		ZVポート用ビデオカード

pcmcia-cs
LinuxでPCカードを使う為の、カーネルサービス、ドライバ及び、ユーザーレベルユーティリティのパッケージ。最新の安定版は、3.2.8(2004-07-16 release) もうstable?。ドライバは、kernel2.4からカーネルソースに取り込まれている。

↑

Beta 04 Release !! (2005-05-26)†

ks2101-linux.beta04
要望の追加
- BeaconLostCountの設定＆取得の追加
- 要望はもう聞きたくないな～。一度に出してくれればいいのに…。次に要望がきたら、POWER_SAVE releaseと一緒ってことにしようかな？結構、release 作業めんどい…

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ks2101-linux power-save 開発メモ†

in_interrupt()はCPUが割り込みモードで実行されている場合、0以外を返す。
hard_start_xmit methodは割り込みモード(in_interrupt()=1)
taskletの実行は、割り込みモード(in_interrupt()=1)
割り込みモードでは、スリープしちゃダメ

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Beta 03 Release !! (2005-05-23)†

ks2101-linux.beta03
不具合の修正＆要望の追加
- 不具合
  - WEPの設定 indexのみの変更可能に。
  - essid any の時のsize=0の指定。
  - Bssidの表示の不具合。
- 要望
  - MAC未対応の機能を無効化(retry,power,txpower,sens)
  - WEPの設定データを表示するようにする。
  - private commandのSetConnectの名前変更。(SetDetachに変更)
  - private commandにWEP keyのASCII表示の機能を追加
  - private commandにscan typeの取得＆設定を追加
  - iwlistのtxpowerの表示を-256dBmにする。

↑

Beta 02 Release !! (2005-05-17)†

ks2101-linux.beta02

新しいMAC firmware version 1.03に対応。古いfirmware(ver0.26)とは互換がないので注意！！

変更点 mail from 浦澤@KSC

host_if.txt

いつもお世話になっております。
KSC 浦澤です。

CFカードとSDK(PCMCIA)の最新ファームをお送りします。
　ks2916pc.rom --> SDK(PCMCIA)
　ks2970cf.rom --> CF

今回お送りするものはver1.03です。ver0.26からのバージョンアップによる
HOSTif関連の変更は以下のとおりです。
(以前ご質問のノイズレベルの件です。)

・ホストi/fの変更（PHY_INFO、AP_LISTのNoiseエリア追加）
　- HIF_PHY_INFO_CONF_PRIに
  　noiseエリア追加(BYTE)
  　Tx_rate(LinkSpeed)をWORDからBYTEに変更
　　-->windowsDriverではすでにこうなっていたかもしれません。
　- BssDscr(BSSList)に
  　noise(BYTE)、pad_0(BYTE)を追加
　　-->重要！

詳しい構造体の情報は添付のhost_if.txtをご覧ください。

また、CFとSDK(PCMCIA)の違いは以下のとおりです。

LEDのON/OFFが逆
  - GPIOのLow/Highの扱いがCFとSDK(PCMCIA)で逆になります。
PowerSaveでの起き上がり時間
　- ビーコン周期よりどれだけ早く起動するかがCFとSDK(PCMCIA)で異なります。

KS2970 CF card を追加

↑

Beta 01 Release !! (2005-05-13)†

ks2101-linux.beta01
Wireless-toolsページ参照
- (金子)やったね。次の作業順としては、1)パワーセーブ、2)暗号、だそうです。
- (金子)KS2101は、組込み用途を狙って低消費電力だから、パワーセーブは先に欲しいらしいです。

↑

KS2970 (CF card) CIS 情報†

manfid が前とちがっているじゃないか!ks29xx.confに追加しなければ…

# dump_cis
Socket 0:
  no CIS present
 
Socket 1:
  dev_info
    NULL 0ns, 512b
  vers_1 5.0, "KeyStream Corp.", "KS2970", "", ""
  manfid 0x005b, 0xf002
  funcid network_adapter
  lan_technology wireless
  lan_speed 1 mb/sec
  lan_speed 2 mb/sec
  lan_speed 5 mb/sec
  lan_speed 11 mb/sec
  lan_media 2.4_GHz
  config base 0x0200 mask 0x027f last_index 0x05
  cftable_entry 0x05 [default]
    Vcc Vmin 3130mV Vmax 3470mV Iavg 300mA Ipeak 300mA
    Idown 10mA
    io 0x0000-0x003f [lines=6] [16bit]
    irq mask 0xffff [level] [pulse]

追加したら、うごいた

+card "KeyStream KS2970 Wireless LAN PC Card"
+  manfid 0x005b, 0xf002
+  bind "ks29xx_cs"

cardmgr[1902]: socket 1: KeyStream KS2970 Wireless LAN PC Card
kernel: cs: memory probe 0xa0000000-0xa0ffffff: clean.
cardmgr[1902]: executing: 'modprobe ks29xx_cs'
kernel: eth1: KeyStream KS2101 wireless.
kernel: eth1: index 0x05: Vcc 3.3, irq 11, io 0x0100-0x013f
cardmgr[1902]: executing: './network start eth1'
kernel: ks29xx: MAC ADDRESS = 12:34:56:29:70:01
kernel: ks29xx: firmware ver. = 2970-PCMCIA-0.26 [Feb 09 2005  14:35:09]
/etc/hotplug/net.agent: invoke ifup eth1

↑

Beta 00 Release !! (2005-04-12)†

一応できた？cheekyのkernel2.6だとOopsが出てるが…。他のマシン＆kernel2.4は大丈夫みたい。

ks2101-linux.beta00
kernel2.6でモジュールをインストールすると、no version for "struct_module" found: kernel tainted. とか言われる。大丈夫か？動くから…

cheeky-kernel2.6 Oops message (driver load 直後) ちなみに毎回でます。大体メッセージはいつも同じ(多分) (^^;

ks29xx: MAC ADDRESS = 00:0b:e3:00:00:00
ks29xx: firmware ver. = 2970-PCMCIA-0.26 [Feb 09 2005  14:35:09]
Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000058
printing eip:
c0221cf3
*pde = 00000000
Oops: 0000 [#3]
PREEMPT
Modules linked in: ks29xx_cs ks29xx ipv6 ds nfsd exportfs lockd su
nrpc tsdev mousedev joydev psmouse parport_pc parport evdev pcspkr eth1394
ohci1394 ieee1394 yenta_socket pcmcia_core snd_intel8x0m snd_intel8x0 snd_ac97_codec
snd_pcm snd_timer snd_page_alloc gameport snd_mpu401_uart snd_rawmidi snd_seq_device
snd shpchp pciehp pci_hotplug pl2303 usbserial intel_agp agpgart ehci_hcd uhci_hcd
usbcore i810_audio ac97_codec soundcore nls_iso8859_1 nls_cp437 ide_cd cdrom b44 mii
genrtc vfat fat ext3 jbd mbcache ide_generic piix ide_disk ide_core unix
CPU:    0
EIP:    0060:[dev_seq_printf_stats+35/240]    Not tainted
EFLAGS: 00010246   (2.6.8)
EIP is at dev_seq_printf_stats+0x23/0xf0
eax: 00000000   ebx: d7ec0000   ecx: d7e17f4c   edx: dcc94280
esi: dcc94280   edi: d7ec0000   ebp: 000002b4   esp: d7e17ed4
ds: 007b   es: 007b   ss: 0068
Process ifconfig (pid: 4077, threadinfo=d7e16000 task=de8e9220)
Stack: d7ec0000 c02aa2a0 de395800 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
       00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000
       00000000 00000000 00000000 00000000 dcc94280 c0221ddc dcc94280 d7ec0000
Call Trace:
 [dev_seq_show+28/64] dev_seq_show+0x1c/0x40
 [seq_read+443/688] seq_read+0x1bb/0x2b0
 [vfs_read+237/352] vfs_read+0xed/0x160
 [sys_read+81/128] sys_read+0x51/0x80
 [syscall_call+7/11] syscall_call+0x7/0xb
Code: 8b 50 58 89 54 24 48 8b 48 44 8b 50 40 01 ca 8b 48 50 01 ca
 <6>note: ifconfig[4077] exited with preempt_count 1
bad: scheduling while atomic!
 [schedule+1221/1232] schedule+0x4c5/0x4d0
 [unmap_page_range+83/128] unmap_page_range+0x53/0x80
 [unmap_vmas+438/464] unmap_vmas+0x1b6/0x1d0
 [exit_mmap+133/368] exit_mmap+0x85/0x170
 [mmput+101/144] mmput+0x65/0x90
 [do_exit+348/1056] do_exit+0x15c/0x420
 [do_page_fault+0/1389] do_page_fault+0x0/0x56d
 [die+249/256] die+0xf9/0x100
 [do_page_fault+478/1389] do_page_fault+0x1de/0x56d
 [proc_read_inode+23/64] proc_read_inode+0x17/0x40
 [buffered_rmqueue+245/464] buffered_rmqueue+0xf5/0x1d0
 [buffered_rmqueue+245/464] buffered_rmqueue+0xf5/0x1d0
 [find_get_page+45/96] find_get_page+0x2d/0x60
 [__alloc_pages+784/880] __alloc_pages+0x310/0x370
 [vsnprintf+598/1232] vsnprintf+0x256/0x4d0
 [do_page_fault+0/1389] do_page_fault+0x0/0x56d
 [error_code+45/56] error_code+0x2d/0x38
 [dev_seq_printf_stats+35/240] dev_seq_printf_stats+0x23/0xf0
 [dev_seq_show+28/64] dev_seq_show+0x1c/0x40
 [seq_read+443/688] seq_read+0x1bb/0x2b0
 [vfs_read+237/352] vfs_read+0xed/0x160
 [sys_read+81/128] sys_read+0x51/0x80
 [syscall_call+7/11] syscall_call+0x7/0xb

まーとりあえず<Kernel panic>ってのは出てないので、いきなり止まることはない。普通に操作できる。これがでても、ドライバは動く。

なんか出なくなった？みたい…。spinlock初期化してない奴があったので、初期化するようにした(当たり前！)。NULL pointer渡してるじゃん…

↑

Firmware Debug Command†

KSCのファームウェアに実装されてるデバッグコマンド。どのファームも機能は、だいたい同じ。結構なんでもできちゃいます。隠しコマンドもたくさんあるらしい…

KS2970 11b MAC
2970-PCMCIA-0.26 [Feb 09 2005  14:35:09]
2970PC>?
        ?                                       help
        D(B/W/D) (start), (end)                 memory dump
        W(B/W/D) addr, data                     memory write
        R(B/W/D) addr                           memory read
        BB[R/W/D/I]                             Baseband access
        CH (number)                             RF ch(1..14)
        E[R/W/D/CL]  (addr), (data)             eeprom access
        HOST                                    Host i/f
        MAC                                     MAC inf
        MACADDR                                 mac address
        MPL                                     pool
        PHY                                     PHY inf
        RATE (1/2/5/11)                         Tx rate
        SM                                      staion inf
        TIM                                     timer
        TX                                      frame tx debug
        VER                                     version

よく使うコマンド
- host : MAC-HOST I/F 部分の情報がみれる
- hostt : MAC-HOST 間でやり取りしたデータの履歴がみれる(一部)
- sm : station management の情報がみれる
シリアルポート設定 38400 8N1 flow-control none

↑

Linux Network Device†

今こんなです。MACアドレスこのままで大丈夫かな?

# ifconfig eth1
eth1      Link encap:Ethernet  HWaddr 12:FF:FF:FF:FF:FF
          BROADCAST MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:100
          RX bytes:0 (0.0 b)  TX bytes:0 (0.0 b)
          Interrupt:11 Base address:0x100

↑

Linux Driver 設計†

せっかく新規で書くので、きちんと設計したい。(時間ないけど…)　やっぱ設計は大事ですよ。アホな設計のクサレcodeは、読みにくいし修正もしにくい。後々の自分自身の為にもキチンと設計したいね。KSCのドライバの場合、モジュールとして分けるなら、デバイス依存部分(MAC CHIPのI/F)、MAC-HOST I/F Protocol 部分、あと、network_device I/F 部分ってとこかな。愚痴なんですけど、いつもWindowsのNDISドライバとか提供してもらってるのだが、もうちょっと他のOSにポーティングすること、考えて書いてほしいよな…。あんまり参考になんないんだよね。そういう俺も思いっきりCPU依存なCODEを書いていますけど…。少なくともBigEndianなCPUじゃ絶対動かない…。

Device I/F module
今回は、KS2101というMACチップを仕様する。I/FはPCMCIA、デバイスとのI/F部分はもちろん、pcmcia-cs のI/Fもこのモジュールに含む。レイヤ的に言えば、最下層
```
ks2101.h (KS2101のレジスタ定義、チップ固有の定数、マクロ等を定義)
ks2101.c (基本的に、デバイスとのデータのやり取りを行う)
ks29xx_cs.c (pcmcia-cs 関連のサービス処理)
```
MAC-HOST I/F module
MACとHOSTの通信仕様部分。デバイスに依存するわけではないので、できるだけ汎用性を持たせて作りたい。11a、11bでも基本的には、あまり変わらない。MACからのデータを解析し、上位にあげたり、MACへ送るデータを作成したりする。レイヤ的には、真ん中。
```
ks_hostif.h
ks_hostif.c
```
Network I/F module
ネットワークデバイスとしての処理を担当。socketからのデータを処理したり、ネットワークデバイスのUP/DOWN、ユーザーアプリケーションI/Fのioctlなんかの処理。レイヤ的には、最上位。
```
ks29xx_net.c
ks29xx_ioctl.h
```

その他

ks_debug.h (デバッグモジュール)
ks_debug.c (デバッグモジュール)
ks29xx.h (デバイスに依存しない部分の全体的な定義)

make target(↓な感じで、2つとする。PCMCIAサービス部分とその他。なぜって他のdriver見るとこんな感じになってるので…)
```
TARGET = ks29xx_cs.o ks29xx.o
ks29xx.o: ks2101.o ks29xx_net.o ks29xx_ioctl.o ks_hostif.o ks_debug.o
	 $(LD) -r $^ -o $@
```

↑

Linux Driver Loading†

PC card service(cardmgr) にドライバをロードしてもらいたい場合、PCMCIA Card Configuration DataBase file の "/etc/pcmcia/config"に記述しておく。このファイルはadd-on driver用に"/etc/pcmcia/*.conf"も読み込むようになっているので、"/etc/pcmcia/hoge.conf"を作成し設定を記述しておいてもOK。DataBase fileを読み込ませるには、PC card serviceの再起動が必要。

とりあえず実験

ks29xx.conf

#
# PCMCIA Card Configuration Database
# for ks29xx_cs
# ks29xx.conf
#

#
# Device driver definitions
#

device "ks29xx_cs"
  class "network" module "ks29xx_cs"

#
# Wireless network adapters
#
 
card "KeyStream KS2916 Wireless LAN PC Card"
  manfid 0x005b, 0xf000
  bind "ks29xx_cs"

before log (なにも設定してない)

cardmgr[544]: unsupported card in socket 1
cardmgr[544]:   product info: "KeyStream Corp.", "KS2101", "", ""
cardmgr[544]:   manfid: 0x005b, 0xf000  function: 6 (network)

after log(/etc/pcmcia/ks29xx.conf作成&サービス再起動)

cardmgr[1348]: socket 1: KeyStream KS2916 Wireless LAN PC Card
cardmgr[1348]: executing: 'modprobe ks29xx_cs'
cardmgr[1348]: + modprobe: Can't locate module ks29xx_cs
cardmgr[1348]: modprobe exited with status 255
cardmgr[1348]: module /lib/modules/2.4.20-31.9/pcmcia/ks29xx_cs.o not available
cardmgr[1348]: get dev info on socket 1 failed: Resource temporarily unavailable
cardmgr[1348]: executing: 'modprobe -r ks29xx_cs'
moduleをloadしようとして失敗して止まっている。成功！！。
ちゃんとDataBase file の内容が反映されてます。

↑

Linux Driver 検討項目†

"Hotplug firmware loading support (EXPERIMRNTAL)"のカーネルオプションでMAC firmwareのロードはできる？

Hotplugは、USB,1394,PCI(CardBus)関係の機能なので、PCMCIAじゃ無理？
このオプションがカーネルのコードに入ったのは、2.4.23以降。
include/linux/firmware.h
lib/firmware_class.c

wireless-toolsについて

wireless-toolsは、現在一部の機能しかサポートしていない。(iwconfig)
iwconfig
iwevent
iwgetid
iwlist
iwpriv
iwspy

WPA(Wi-Fi Protected Access)について

なんか仕様書読むと、この機能がはいっているみたいだなー。
やっぱサポートしなきゃいけない？よね～。

サポートするカーネルバージョンについて

CardBusのときは、CardBusデバイスのサポートが2.4以降だったから、
あまり考えなかったが、PCMCIAの場合どうなのでしょ？
PCカードのサポートが入ったのはいつ？
2.4からだっけ？じゃ、2.4系と2.6系ってことでいいのかな？
いまどき2.2系使ってますとかいう奴は、いないだろ…

なんか急ぎ(3/20? 3末?)らしいので、基本的には現状維持!とする。っていうかある程度でも動くものができるかも怪しい…。
結論(時間がないし、β版でいいらしい)
- とりあえずfirmware&設定ファイル(hoge.cfg)は、いままで通りとする
- WPAは常に無効(サポートしない)。のちにサポートをすることを考えて書く。いつサポートするかわからんけど…
- ioctl関係の修正(wireless-tools関係)は、時間があったらやりたい。最低iwconfigでパラメータを変えれるようにする。特殊な、ioctlの実装は、後回しとする。(だってβ版だし…)
- カーネルは、2.4ベースで開発し、2.6でも動作の検証はする。
- もちろん通信ができることが前提。あと、無線パラメータを変えることができること。これで、十分でしょ！

↑

KS2916†

KS2101を使ったIEEE802.11b無線LANシステム開発キット

たくさんI/Fが付いてる。

ボードインターフェース
･ KS2821/22/30RF モジュール用コネクタ
･ PC カード (34 ピン×4/Sycard 社PCC extend 120 対応)(16bit Slave 接続共用)
･ SD カード(16 ピン/Sycard 社SD extend 300 対応)
･ USB (Type-A コネクタ(メス)) (*2)
･ RS232-C (D-sub 9 ピン/オス)(高速UART)
･ PCM Codec/Stereo Codec インターフェース(I2S インターフェース共用)
･ I2C インターフェース
･ 機能拡張設計用コネクタ(AMP 5-179009-8/160 ピン) (*2)
･ JTAG(20 ピン)
･ 8bit-GPIO
･ KS2101 動作確認用テストピンパッド
･ 電源ON/OFF 確認用LED×3
･ 各部動作確認用LED×24
･ 各種設定用スイッチ 
その他
･ 5V AC アダプタ電源 (ジャンパ設定によりPC カード、SD カードからの電源供給も可能。(*3))
･ Flash ROM(4Mbit)搭載
･ SRAM(4Mbit)搭載
･ EEPROM(I2S)搭載
･ USB ドライバIC(OKI ML60842)搭載 (*2)
(*2) オプション。詳細はお問い合わせ下さい。
(*3) ホスト側の電源容量にご注意下さい。

CIS 情報

# dump_cis
Socket 0:
  no CIS present
 
Socket 1:
  dev_info
    NULL 0ns, 512b
  vers_1 5.0, "KeyStream Corp.", "KS2101", "", ""
  manfid 0x005b, 0xf000
  funcid network_adapter
  lan_technology wireless
  lan_speed 1 mb/sec
  lan_speed 2 mb/sec
  lan_speed 5 mb/sec
  lan_speed 11 mb/sec
  lan_media 2.4_GHz
  config base 0x0200 mask 0x027f last_index 0x05
  cftable_entry 0x05 [default]
    Vcc Vmin 3130mV Vmax 3470mV Iavg 300mA Ipeak 300mA
    Idown 10mA
    io 0x0000-0x003f [lines=6] [16bit]
    irq mask 0xffff [level] [pulse]

↑

KS2101†

KS2101

IEEE802.11b対応の BaseBand&MAC チップ。16Bit PC Card I/F のほかに、SDIO I/F も持っている。ARM7内臓。低消費電力。

･ KS2101 BB/MAC (Base Band / Media Access Controller)
 ARM7TDMITM 搭載
 低消費電力
 44MHz/22MHz/5.5MHz/1.375MHz/32.768kHz クロック動的切り替え
 IEEE802.11b 準拠1/2/5.5/11Mbps 対応
 IEEE802.11b DSSS 準拠
 64bit/128bitWEP、TKIP、AES 対応
 Short プリアンブル対応
 アンテナダイバーシチ
 PC カードインターフェース搭載(16bit Slave 接続共用)
 SD カードインターフェース搭載
 高速UART インターフェース搭載
 PCM Codec/Stereo Codec インターフェース搭載(I2S インターフェース共用)
 I2C インターフェース搭載
 JTAG インターフェース搭載
 8bit-GPIO 搭載
 内蔵マスクROM (32kByte)
 内蔵SRAM (96kByte)

KS2100
IEEE802.11b対応の BaseBand&MAC チップ。KS2101と互換はないらしい。これにはSDIOはない。ARM7内臓。低消費電力。

ついでにRFチップ情報

･ KS2022/23/30 RF (2.4GHz RF コンバータ/シンセサイザ)
 シングルチップ･トランシーバ
 高リニアリティー
 低雑音指数
 低消費電力
 リニアゲイン制御スロープ
 パワーマネージメント/スタンバイモード
 2.7～3.3V 単一電源
 パワーアンプ用プリドライバ内蔵 (KS2023)
 RF VCO 内蔵 (KS2023/30)
 パワーアンプ内蔵 (KS2030)
 ダイレクト･ダウンコンバージョン方式 (KS2030)