まとめ

multi port aggregation は SDIOのCMD53の１回の書き込み時に複数のパケットをまとめて書き込むことで、チップにまとめて複数のパケットを渡し、チップで11nのMPDUフレームアグリゲーションを効率的に行う機能です。
複数のパケットを書き込む際に、CMD53の書き込みアドレスに、パケット数などの情報をエンコードして渡して、チップ内のHWアシスト機能を有効に使います。
アグリゲートは最大8個または16個をまとめて書き込む。
ドライバでは、なるだけアグリゲーションするパケット数を増やしたい。そうするとレイテンシは犠牲になるがスループットは増える。
sdio.cのmwifiex_host_to_card_mp_aggr()にアグリゲートのアルゴリズムが記述してある。
送信キューの残りデータの有無で、アルゴリズムを変える。、
送信キューに残りデータが無いなら、データをすぐ送信する。
送信キューに残りデータがあるなら、なるべく、アグリゲートバッファにデータをコピーするだけにする。バッファが足りなくなった等の事象が発生したら送信を行う。

準備

Linux kernel 4.6.2
drivers/net/wireless/marvell/mwiflex
送信のみを対象とする。

mpa の構造体

送信のmpa構造体です。 mpaはmulti port aggregationの事です。

sdio.h

/* data structure for SDIO MPA TX */
struct mwifiex_sdio_mpa_tx {
        /* multiport tx aggregation buffer pointer */
        u8 *buf;     //バッファ  
        u32 buf_len; //バッファの使用量
        u32 pkt_cnt; //パケット数
        u32 ports;   // mpaのports 使用予定のbitmap
        u16 start_port; //mpaのports 開始位置
        u8 enabled;  // 1なら multiport aggregation 有効、0なら無効
        u32 buf_size; // バッファbufのサイズ　チップによって異なる 87xx は16KB
        u32 pkt_aggr_limit; // アグリゲートする最大パケット数 チップによって異なる 87xxは8個
};

この構造体が sdio_cardのメンバにあり card->mpa_tx のように参照できます。

mpaのステータス

mpaのステータスを見るマクロなどを見てみます。
送信のmpaを使用中かどうか。pkt_cntが正なら使用中です。

/* SDIO Tx aggregation in progress ? */
#define MP_TX_AGGR_IN_PROGRESS(a) (a->mpa_tx.pkt_cnt > 0)

mpat_tx.bufに長さlenの空きがあるかどうか確認

/* SDIO Tx aggregation buffer room for next packet ? */
#define MP_TX_AGGR_BUF_HAS_ROOM(a, len) ((a->mpa_tx.buf_len+len)    \
                        <= a->mpa_tx.buf_size)

payloadからpky_lenだけ mpat_tx.bufにデータをコピー。 pkt_cnt, start_port, portsをアップデート

/* Copy current packet (SDIO Tx aggregation buffer) to SDIO buffer */
#define MP_TX_AGGR_BUF_PUT(a, payload, pkt_len, port) do {      \
    memmove(&a->mpa_tx.buf[a->mpa_tx.buf_len],          \
            payload, pkt_len);              \
    a->mpa_tx.buf_len += pkt_len;                   \
    if (!a->mpa_tx.pkt_cnt)                     \
        a->mpa_tx.start_port = port;                \
    if (a->mpa_tx.start_port <= port)               \
        a->mpa_tx.ports |= (1<<(a->mpa_tx.pkt_cnt));        \
    else                                \
        a->mpa_tx.ports |= (1<<(a->mpa_tx.pkt_cnt+1+        \
                        (a->max_ports - \
                        a->mp_end_port)));  \
    a->mpa_tx.pkt_cnt++;                        \
} while (0)

アグリゲーション最大個数に達したかどうか確認

/* SDIO Tx aggregation limit ? */
#define MP_TX_AGGR_PKT_LIMIT_REACHED(a)                 \
            (a->mpa_tx.pkt_cnt == a->mpa_tx.pkt_aggr_limit)

アグリゲーションのカウンタと使用量をリセット

/* Reset SDIO Tx aggregation buffer parameters */
#define MP_TX_AGGR_BUF_RESET(a) do {                    \
    a->mpa_tx.pkt_cnt = 0;                      \
    a->mpa_tx.buf_len = 0;                      \
    a->mpa_tx.ports = 0;                        \
    a->mpa_tx.start_port = 0;                   \
} while (0)

#送信

mwifiex_host_to_card

sdio.cで定義
DATAかCMDかでportを選択
上位から来るデータをSDIOブロックサイズ単位になるように長さを調整、(CMD53のマルチブロック転送のため)
mwifiex_host_to_card_mp_aggr()を呼ぶ
エラーで実際の送信はなかったら、portsの情報からcard->curr_wr_portとcard->mp_wr_bitmapをアップデート

mwifiex_host_to_card_mp_aggr

sdio.cで定義
cardのportがcontrol,cmd だったり、 mpaが無効な場合は1個単位で送信
パケットが続いているなら
MPA実施中なら
MPAバッファに空きがあるなら f_precopy_cur_buf を1にする
次のパケット分の空きが無いなら、f_send_aggr_buf = 1;にする
実施中でないなら
MPAバッファに空きがあってかつ？？なら f_precopy_cur_buf = 1;
そうでないなら f_send_cur_buf = 1;

    if (next_pkt_len) {
        /* More pkt in TX queue */
        mwifiex_dbg(adapter, INFO,
                "info: %s: more packets in queue.\n",
                __func__);

        if (MP_TX_AGGR_IN_PROGRESS(card)) {
            if (MP_TX_AGGR_BUF_HAS_ROOM(card, pkt_len)) {
                f_precopy_cur_buf = 1;

                if (!(card->mp_wr_bitmap &
                      (1 << card->curr_wr_port)) ||
                    !MP_TX_AGGR_BUF_HAS_ROOM(
                        card, pkt_len + next_pkt_len))
                    f_send_aggr_buf = 1;
            } else {
                /* No room in Aggr buf, send it */
                f_send_aggr_buf = 1;

                if (!(card->mp_wr_bitmap &
                      (1 << card->curr_wr_port)))
                    f_send_cur_buf = 1;
                else
                    f_postcopy_cur_buf = 1;
            }
        } else {
            if (MP_TX_AGGR_BUF_HAS_ROOM(card, pkt_len) &&
                (card->mp_wr_bitmap & (1 << card->curr_wr_port)))
                f_precopy_cur_buf = 1;
            else
                f_send_cur_buf = 1;
        }
    } else {

パケットが続いてなく、最後のパケットなら
MPA実施中なら
f_send_aggr_buf = 1;
MPAバッファに空きがあるなら f_precopy_cur_buf を1にする
そうでないなら、f_send_cur_buf = 1;

    } else {
        /* Last pkt in TX queue */
        mwifiex_dbg(adapter, INFO,
                "info: %s: Last packet in Tx Queue.\n",
                __func__);

        if (MP_TX_AGGR_IN_PROGRESS(card)) {
            /* some packs in Aggr buf already */
            f_send_aggr_buf = 1;

            if (MP_TX_AGGR_BUF_HAS_ROOM(card, pkt_len))
                f_precopy_cur_buf = 1;
            else
                /* No room in Aggr buf, send it */
                f_send_cur_buf = 1;
        } else {
            f_send_cur_buf = 1;
        }
    }

f_precopy_cur_buf なら MP_TX_AGGR_BUF_PUT()でコピー
f_send_aggr_buf なら
mport を設定
mportにmwifiex_write_data_to_card()で書き込み
MP_TX_AGGR_BUF_RESET(card);でmpaのカウンタをリセット
f_send_cur_bufなら mwifiex_write_data_to_card()でシングル送信
f_postcopy_cur_buf なら MP_TX_AGGR_BUF_PUT()でコピー

mpa の port

SDIO CMD52のポートのアドレスに、mpaのstart portとmpaのportsビットマップをエンコードしてチップに伝える。　アドレスにエンコードするのはチップのHWアシストを使うためだと考えられる。
mpa の portのHW仕様は card->supports_sdio_new_mode のtrue/falseで異なる。
これは 87xxはfalseで 88xx, 89xxでtrueとなる
falseの場合 mportの32bitの割り当て
32 - 25 : adapter->ioport
24 - 17 : SDIO_MPA_ADDR_BASE
16 - 5 : mpa ports (1からのビットマップ)
4 - 1 : mpa start_port
設定例

            mport = (adapter->ioport | SDIO_MPA_ADDR_BASE |
                 (card->mpa_tx.ports << 4)) +
                 card->mpa_tx.start_port;

trueの場合 mportの32bitの割り当て
32 - 25 : adapter->ioport
24 - 17 : SDIO_MPA_ADDR_BASE
16 - 5 : mpa ports (portsを２進数にして含まれる1の個数 -1)
4 - 1 : mpa start_port
設定例

            u32 port_count;
            int i;

            for (i = 0, port_count = 0; i < card->max_ports; i++)
                if (card->mpa_tx.ports & BIT(i))
                    port_count++;

            /* Writing data from "start_port + 0" to "start_port +
             * port_count -1", so decrease the count by 1
             */
            port_count--;
            mport = (adapter->ioport | SDIO_MPA_ADDR_BASE |
                 (port_count << 8)) + card->mpa_tx.start_port;

ports の内容の遷移
00000000 : 最初
00000001 : １パケット追加
00000011 : 1パケット追加
00000111 : 1パケット追加
00000000 : アグリゲート送信
00001000 : 1パケット追加
00011000 : 1パケット追加
00111000 : 1パケット追加
01111000 : 1パケット追加
11111000 : 1パケット追加
11111001 : 1パケット追加
11111011 : 1パケット追加
00000000 : アグリゲート送信
00000100 : 1パケット追加
mpaのports使用状況は割り込み毎にmwifiex_process_int_status()でcard->mp_wr_bitmapにアップデートされる。
card->max_ports はチップによって異なる 16か32か64。
データ送信のportはmparのportと通常の１個のデータ通信のポートの２個ある

分からないところ

送信完了の処理
割り込みの処理
portsの更新と次の送信の制御