Erwan
a10e097a7e
Breakthroughs & Reverse Engineering (macOS Tahoe 26.7.1 / Darwin 25.6.0): - Reconstructed the complete 463-slot Skywalk vtable and class layout (0x128 / 296 bytes) of IO80211Controller (__ZTV17IO80211Controller at 0xffffff8002461148) and AppleBCMWLANCore from BootKernelExtensions.kc (IO80211Family 1200.13.1, source 1566.5). - Verified IOUSBHostDevice::deviceRequest vtable slot in Tahoe's BootKernelExtensions.kc (__ZTV15IOUSBHostDevice at 0xffffff8002e72720): confirmed exact match at slot 374 (0x176, byte offset 0xbb0). - Disassembled Tahoe's /usr/sbin/bluetoothd (FindTransportType at 0x10014c700, Found_USB_Dongle at 0x1000e9559, GetProductAndVendorID at 0x1000edf2a) confirming USB transport matching on 'Bluetooth USB Host Controller' and CSR 0x0a12 descriptor spoofing. Code & Build Modifications (v1.1.0): - IO80211Controller.h: Add full 463-slot Tahoe Skywalk vtable declaration (slots 394..462, offsets 0xc50..0xe70) and exact 0x80 filler size when __IO80211_TARGET >= 260000 while preserving legacy compatibility. - QualcommWifi.hpp/.cpp: Implement Tahoe IO80211Controller pure virtual methods (isCommandProhibited, handleCardSpecific, getDRIVER_VERSION, getHARDWARE_VERSION, getCARD_CAPABILITIES, getPOWER, setPOWER, getCOUNTRY_CODE, setCOUNTRY_CODE, setGET_DEBUG_INFO, getLogger, getFaultReporterFromDriver) and guard un-reserved IONetworkController slots 6..7 on SDK 26.5. - QualcommWireless.cpp: Add non-null vtable slot sanity check prior to installing the shadow vtable hook on IOUSBHostDevice::deviceRequest. - project.pbxproj & Info.plist: Upgrade to Xcode 26.6 (MacOSX26.5.sdk), MACOSX_DEPLOYMENT_TARGET = 26.0, __IO80211_TARGET = 260000, and bump version to 1.1.0. - docs & README: Document macOS Tahoe (Darwin 25) architecture, bluetoothd offsets, and Skywalk IO80211Controller ABI.
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# Pile Wi-Fi Native macOS pour Qualcomm WCN7850
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Ce document détaille l'implémentation de la pile Wi-Fi **native** (`IO80211Controller`) pour le chipset **Qualcomm FastConnect 7800 (WCN7850)** sous **macOS Tahoe (26.x / Darwin 25)** et **macOS Sequoia (15.x / Darwin 24)**.
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## 1. Pourquoi le Wi-Fi Natif et non l'Émulation Ethernet ?
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Dans les premières ébauches de pilotes non officiels pour macOS, certains projets choisissaient d'émuler une interface réseau filaire standard (`IOEthernetController`), en masquant les détails Wi-Fi dans un daemon externe (comme `HeliPort`).
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Cependant, cette approche présente des limitations rédhibitoires :
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- ❌ Pas d'intégration dans le menu Wi-Fi natif du Centre de Contrôle macOS.
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- ❌ Absence de géolocalisation par points d'accès Wi-Fi (CoreLocation).
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- ❌ Incompatibilité totale avec les services Apple (AirDrop, AirPlay, Continuité, Universal Control).
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- ❌ Impossibilité pour les applications utilisant `CoreWLAN.framework` de découvrir les réseaux, obtenir le RSSI, ou basculer de canal.
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**QualcommWireless fait le choix d'une intégration 100% native** en dérivant directement de `IO80211Controller` (de `com.apple.iokit.IO80211Family`).
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## 2. Architecture de `QualcommWifi` (`IO80211Controller`)
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```mermaid
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graph TD
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subgraph AppleStack["Sous-Système Sans Fil Apple"]
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CC["Centre de Contrôle macOS"]
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CoreWLAN["CoreWLAN.framework"]
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AirportD["airportd (Daemon Système)"]
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Skywalk["Skywalk Family (Packet Pipeline)"]
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IO80211["IO80211Family (IO80211Controller / IO80211SkywalkInterface)"]
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end
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subgraph Driver["QualcommWifi (Driver Kernel)"]
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IoctlHandler["Gestionnaire IOCTL Apple80211 (handleCardSpecific / apple80211Request)"]
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ScanEngine["Moteur de Scan (Passif / Actif / Multicanal)"]
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RingDMA["Gestionnaire DMA & Anneaux MHI (CR / ER / TR)"]
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FirmwarePipeline["Pipeline de Démarrage BHI / AMSS"]
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Windowing["Module Fenêtrage PCIe BAR0 (0x310c)"]
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end
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subgraph Hardware["Qualcomm WCN7850 (PCIe 0x17cb:0x1107)"]
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PBL["Primary Boot Loader (PBL)"]
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MHIHardware["MHI Engine (Modem Host Interface)"]
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WlanFirmware["Firmware AMSS Wi-Fi 7 (ath12k/WCN7850)"]
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MacPhy["MAC / Baseband PHY (802.11a/b/g/n/ac/ax/be)"]
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end
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CC --> AirportD
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CoreWLAN --> AirportD
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AirportD -->|Skywalk / IO80211| IO80211
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Skywalk --> IO80211
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IO80211 --> IoctlHandler
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IoctlHandler --> ScanEngine
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ScanEngine --> RingDMA
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RingDMA --> Windowing
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FirmwarePipeline --> Windowing
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Windowing --> PBL
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PBL --> MHIHardware
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MHIHardware --> WlanFirmware
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WlanFirmware --> MacPhy
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## 3. Communication Matérielle : MHI & Fenêtrage PCIe
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### 3.1. Gestion du Fenêtrage PCIe BAR0
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Le bus PCIe expose un espace MMIO BAR0 de 512 Ko. Or, les composants internes du WCN7850 (SoC, registres MHI, BHI, mémoires partagées) s'étendent sur plusieurs mégaoctets :
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- **Registre de sélection de fenêtre** : `0x310c` (`ATH12K_PCI_WINDOW_REG_ADDRESS`).
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- **Calcul de la fenêtre** : Pour une adresse matérielle $A \ge 512\text{ Ko}$, le numéro de fenêtre est calculé par :
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$$\text{window} = (A \gg 19) \ \& \ 0x3F$$
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$$\text{offset} = 0x80000 \ | \ (A \ \& \ 0x7FFFF)$$
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- Le pilote met à jour dynamiquement `fCurrWindow` avant d'effectuer les écritures/lectures MMIO nécessaires.
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### 3.2. Séquence de Boot MHI (Modem Host Interface)
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1. **Reset initial** via `ATH12K_PCI_SOC_GLOBAL_RESET` (`0x3008`).
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2. **Boot Host Interface (BHI/BHIe)** :
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- Initialisation des vecteurs de transmission (`ATH12K_BHIE_TXVECADDR_LOW` / `_HIGH`).
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- Transfert de l'image de firmware principale (`amss.bin`, taille ~6 Mo) et du fichier de calibration carte (`board-2.bin`, ~2.4 Mo).
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- Validation de la signature et exécution dans le SoC WCN7850.
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3. **Transition d'environnement MHI** :
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- Transition de l'état `PBL` (Primary Boot Loader) vers `AMSS` (Advanced Mobile Subscriber Software).
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- Configuration des anneaux MHI :
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- *Command Ring* (CR) : Envoi des requêtes d'initialisation WMI.
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- *Event Ring* (ER) : Réception asynchrone des événements et interruptions MSI-X.
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- *Transfer Rings* (TR) : Transmission et réception des paquets réseau 802.11.
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## 4. ABI `IO80211Controller` sous macOS Tahoe (Darwin 25) et IOCTLs Apple80211
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### 4.1. VTable Skywalk unifiée de `IO80211Controller` sous macOS Tahoe (`__IO80211_TARGET=260000`)
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Sous macOS Tahoe (`IO80211Family` v1200.13.1, source `1566.5`), `IO80211Controller` (taille d'instance `0x128` = 296 octets) a achevé sa transition vers `IO80211SkywalkInterface` avec une vtable de **463 entrées** (slots `394` à `462` après `IOEthernetController`) :
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- `slot 394 (0xc50)` : `isCommandProhibited(int)`
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- `slot 403 (0xc98)` : `handleCardSpecific(IO80211SkywalkInterface*, unsigned long, void*, bool)` (remplace `apple80211Request` / `apple80211SkywalkRequest`)
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- `slots 404..406 (0xca0..0xcb0)` : `hardwareOutputQueueDepth(void)`, `performCountryCodeOperation(IO80211CountryCodeOp)`, `dataLinkLayerAttachComplete(void)` (sans paramètre `IO80211Interface*`)
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- `slots 408..415 (0xcc0..0xcf8)` : accesseurs typés purs virtuels (`getDRIVER_VERSION`, `getHARDWARE_VERSION`, `getCARD_CAPABILITIES`, `getPOWER`, `setPOWER`, `getCOUNTRY_CODE`, `setCOUNTRY_CODE`, `setGET_DEBUG_INFO`)
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- `slots 424 & 432` : `getLogger(void) const` et `getFaultReporterFromDriver(void)`
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### 4.2. Table des requêtes Apple80211 prises en charge
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Pour qu'un pilote soit reconnu par le sous-système Wi-Fi de macOS, il répond aux requêtes `APPLE80211_IOC_*` :
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| Opération IOCTL | Rôle dans le système macOS |
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| :--- | :--- |
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| `APPLE80211_IOC_SSID` (GET / SET) | Lecture et définition du réseau Wi-Fi cible. |
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| `APPLE80211_IOC_SCAN_REQ_MULTIPLE` | Déclenchement d'un scan Wi-Fi (recherche des réseaux environnants pour l'interface graphique). |
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| `APPLE80211_IOC_SCAN_RESULT` | Remontée unitaire ou groupée des points d'accès découverts (SSID, BSSID, RSSI, Beacon, Type de sécurité WPA2/WPA3). |
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| `APPLE80211_IOC_BSSID_LIST` | Fourniture de la liste des BSSIDs disponibles dans le cache. |
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| `APPLE80211_IOC_CHANNEL` (GET / SET) | Lecture et bascule de canal (2.4 GHz, 5 GHz, 6 GHz). |
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| `APPLE80211_IOC_CHANNEL_INFO` | Enumération des canaux supportés (canaux 1 à 14, bandes 5 GHz UNII-1 à UNII-4, et canaux 6 GHz UNII-5 à UNII-8 pour le Wi-Fi 6E/7). |
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| `APPLE80211_IOC_PHY_MODE` | Déclaration des modes PHY supportés (`APPLE80211_MODE_11BE`, `11AX`, `11AC`, `11N`, `11G`, `11A`, `11B`). |
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| `APPLE80211_IOC_STATE` | État de la machine à états de l'interface (`RUN`, `INIT`, `SCAN`, `AUTH`, `ASSOC`). |
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| `APPLE80211_IOC_RSSI` | Niveau de signal courant (en dBm, typiquement entre -30 dBm et -95 dBm). |
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| `APPLE80211_IOC_RATE` | Débit négocié courant (jusqu'aux débits Wi-Fi 7 EHT MCS 0-13). |
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| `APPLE80211_IOC_TXPOWER` | Puissance d'émission radio déclarée. |
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## 5. Prise en Charge du Wi-Fi 7 (802.11be)
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La puce WCN7850 introduit les caractéristiques Wi-Fi 7 suivantes, intégrées dans la table des capacités du pilote :
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- **Canaux 320 MHz ultra-larges** en bande 6 GHz.
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- **Modulation 4096-QAM (4K-QAM)** augmentant la densité de données de 20% par rapport au 1024-QAM du Wi-Fi 6.
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- **Multi-Link Operation (MLO)** : Capacité matérielle d'agréger ou de basculer dynamiquement entre plusieurs bandes (ex. 5 GHz + 6 GHz) pour une latence ultra-faible.
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- **Preamble Puncturing** : Évitement automatique des sous-canaux brouillés pour maximiser la bande passante utilisable.
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