Android Wifi工作流程

1、Android Wifi的工作流程一、WIFI工作相关部分Wifi 网卡状态1.    WIFI_STATE_DISABLED: WIFI网卡不可用2.    WIFI_STATE_DISABLING: WIFI正在关闭3.    WIFI_STATE_ENABLED:WIFI网卡可用4.    WIFI_STATE_ENABLING:WIFI网卡正在打开5.    WIFI_STATE

2、_UNKNOWN:未知网卡状态 WIFI 访问网络需要的权限"android.permission.CHANGE_NETWORK_STATE">修改网络状态的权限 android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE">修改WIFI状态的权限"android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE">访问网络权限"android.permission.ACCESS_WIFI_STATE">访问WIFI

3、权限 WIFI 核心模块n  WifiService由SystemServer启动的时候生成的ConnecttivityService创建，负责启动关闭wpa_supplicant,启动和关闭WifiMonitor线程，把命令下发给wpa_supplicant以及跟新WIFI的状态n  WifiMonitor  负责从wpa_supplicant接收事件通知n  Wpa_supplicant1、读取配置文件2、初始化配置参数，驱动函数3、让驱动scan当前所有的bssid4、检查扫描的参数是否和用户设置的

4、想否5、如果相符，通知驱动进行权限 认证操作6、连上APn  Wifi驱动模块厂商提供的source,主要进行load firmware和kernel的wireless进行通信n  Wifi电源管理模块主要控制硬件的GPIO和上下电，让CPU和Wifi模组之间通过sdio接口通信 二、Wifi工作步骤1  Wifi模块初期化2  Wifi启动3  查找热点（AP）4  配置AP5   配置AP参数6   Wifi连接7  &#

5、160;IP地址配置三、WIFI的架构和流程1、WIFI的基本架构   1、wifi用户空间的程序和库:         external/wpa_supplicant/       生成库libwpaclient.so和守护进程wpa_supplicant   2、hardware/libhardware_legary/wifi/是wifi管理库  

6、60;3、JNI部分：         frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp   4、JAVA部分：         frameworks/base/services/java/com/android/server/         f

7、rameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/   5、WIFI Settings应用程序位于：       packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/   6、WIFI 驱动模块  wlan.ko        wpa_supplicant通过wireless_ext 接口和

8、驱动通信   7、WIFI 硬件模块 2、WIFI在Android中如何工作       Android使用一个修改版wpa_supplicant作为daemon来控制WIFI，代码位于external/wpa_supplicant。wpa_supplicant是通过socket与hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c通信。UI通过.wifi package（frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/）

9、发送命令给wifi.c。相应的JNI实现位于frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp。更高一级的网络管理位于frameworks/base/core/java/android/net。3、配置Android支持WIFI   在BoardConfig.mk中添加：      BOARD_HAVE_WIFI := true      BOARD_WPA_SUPPLICANT_DRIVER :

10、= WEXT   这将在external/wpa_supplicant/Android.mk设置WPA_BUILD_SUPPLICANT为true，默认使用驱动driver_wext.c。   如果使用定制的wpa_supplicant驱动(例如 wlan0)，可以设置:       BOARD_WPA_SUPPLICANT_DRIVER := wlan04、使能wpa_supplicant调试信息   默认wpa_supplicant

11、设置为MSG_INFO，为了输出更多信息，可修改：   1、在common.c中设置wpa_debug_level = MSG_DEBUG;   2、在common.c中把#define wpa_printf宏中的      if (level) >= MSG_INFO)      改为      if (level) >= MSG_DEBUG)

12、5、配置wpa_supplicant.conf   wpa_supplicant是通过wpa_supplicant.conf中的ctrl_interface=来指定控制socket的，应该在 AndroidBoard.mk中配置好复制到$(TARGET_OUT_ETC)/wifi（也就是/system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf）这个位置会在init.rc中再次检测的。   一般的wpa_supplicant.conf配置为：      ctrl

13、_interface=DIR=/data/system/wpa_supplicant GROUP=wifi      update_config=1      fast_reauth=1     有时，驱动需要增加：      ap_scan=1   如果遇到AP连接问题，需要修改ap_scan=0来让驱动连接，代替wpa_supplicant。&

14、#160;  如果要连接到non-WPA or open wireless networks，要增加：      network=              key_mgmt=NONE      6、配置路径和权限   Google修改的wpa_supplicant要运行在wifi用户和组

15、下的。代码可见wpa_supplicant/os_unix.c   中的os_program_init()函数。     如果配置不对，会出现下面错误：      E/WifiHW  (  ): Unable to open connection to supplicant on      "/data/system/wpa_supplicant/wlan0"

16、;: No such file or directory will appear.   确认init.rc中有如下配置：       mkdir /system/etc/wifi 0770 wifi wifi       chmod 0770 /system/etc/wifi       chmod 0660 /system/etc/wifi/wpa_sup

17、plicant.conf       chown wifi wifi /system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf       # wpa_supplicant socket       mkdir /data/system/wpa_supplicant 0771 wifi wifi      

18、60;chmod 0771 /data/system/wpa_supplicant       #wpa_supplicant control socket for android wifi.c       mkdir /data/misc/wifi 0770 wifi wifi       mkdir /data/misc/wifi/sockets 0770 wifi wifi

19、0;      chmod 0770 /data/misc/wifi       chmod 0660 /data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf   如果系统的/system目录为只读，那应该使用路径/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf。7、运行wpa_supplicant和dhcpcd   在init.rc中确保有如下语句： 

20、60;    service wpa_supplicant /system/bin/logwrapper /system/bin/wpa_supplicant -dd                   -Dwext -iwlan0 -c /data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf     

21、    user root         group wifi inet      socket wpa_wlan0 dgram 660 wifi wifi         oneshot      service dhcpcd /system/bin/lo

22、gwrapper /system/bin/dhcpcd -d -B wlan0         disabled         oneshot   根据所用的WIFI驱动名字，修改wlan0为自己驱动的名字。8、编译WIFI驱动为module或kernel built in   1、编译为module    

23、0; 在BoardConfig.mk中添加：         WIFI_DRIVER_MODULE_PATH := "/system/lib/modules/xxxx.ko"         WIFI_DRIVER_MODULE_ARG := ""  #for example nohwcrypt     &#

24、160;   WIFI_DRIVER_MODULE_NAME := "xxxx"  #for example wlan0          WIFI_FIRMWARE_LOADER := ""            2、编译为kernel built in     &#

25、160; 1）在hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c要修改interface名字，     2）在init.rc中添加：        setprop erface "wlan0"     3）在hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c中当insmod/rmmod时，  &

26、#160;     直接return 0。9、WIFI需要的firmware   Android不使用标准的hotplug binary，WIFI需要的firmware要复制到/etc/firmware。   或者复制到WIFI驱动指定的位置，然后WIFI驱动会自动加载。10、修改WIFI驱动适合Android   Google修改的wpa_supplicant要求SIOCSIWPRIV ioctl发送命令到驱动，及接收信息，例如signal streng

27、th, mac address of the AP, link speed等。所以要正确实现WIFI驱动，需要从SIOCSIWPRIV ioctl返回RSSI (signal strength)和MACADDR信息。    如果没实现这个ioctl，会出现如下错误：     E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed         

28、60;                     wpa_driver_priv_driver_cmd RSSI len = 4096      E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed     

29、60;D/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd LINKSPEED len = 4096     E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed      I/wpa_supplicant(  ): CTRL-EVENT-DRIVER-STATE HANGED10、设置dhcpcd.conf   一般/sys

30、tem/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf的配置为：      interface wlan0      option subnet_mask, routers, domain_name_server四、WIFI模块分析Wifi模块学习流程最近研究Wifi模块，查了不少的相关资料，但发现基本上是基于android2.0版本的的分析，而现在研发的android移动平台基本上都是2.3的版本，跟2.0版本的差别，在Wifi模块上也是显而易见的。2.3版本Wifi模块没有

31、了WifiLayer，之前的WifiLayer主要负责一些复杂的Wifi功能，如AP选择等以提供给用户自定义，而新的版本里面的这块内容基本上被WifiSettings所代替本文就是基于android2.3版本的Wifi分析，主要分为两部分来分别说明：（a）    Wifi的启动流程（有代码供参考分析）（b）    Wifi模块相关文件的解析（c）    Wpa_supplicant解析Awifi的基本运行流程（针对代码而言）首先给一张我网上down下来的图，针对2.3版本之前

32、的，由于不怎么擅长画这些，大家也就将就点，只要能助理解就可以了（一）初始化a.流程1.在SystemServer启动的时候会生成一个ConnectivityService的实例2.ConnectivityService的构造函数会创建WifiService3.WifiStateTracker会创建WifiMonitor接受来自底层的事件，WifiService和WifiMonitor是整个wifi模块的核心，WifiService负责启动和关闭wpa_supplicant，启动和关闭WifiMonitor监视线程和把命令下方给wpa_supplicant，而WifiMonitor则负责从wpa

33、_supplicant接受事件通知b.代码分析要想使用Wifi模块，必须首先使能Wifi，当你第一次按下Wifi使能按钮时，WirelessSettings会实例化一个WifiEnabler对象，实例化代码如下：packages/apps/settings/src/com/android/settings/WirelessSettings.javajava view plaincopy1. protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)   2.   

34、3.        super.onCreate(savedInstanceState);  4.   5.               CheckBoxPreferencewifi = (CheckBoxPreference) findPreference(KEY_TOGGLE_WIFI);  6

35、.   7.               mWifiEnabler= new WifiEnabler(this, wifi);  8.   9.   WifiEnabler类的定义大致如下，它实现了一个监听接口，当WifiEnabler对象被初始化后，它监听到你按键的动作，会调用响应函数 onPreferenceChange（），这个函数会调用Wi

36、fiManager的setWifiEnabled（）函数。java view plaincopy1. public class WifiEnabler implementsPreference.OnPreferenceChangeListener    2.  3. public boolean onPreferenceChange(Preference preference,Object value)   4.    

37、60;    booleanenable = (Boolean) value;    5.  6. if (mWifiManager.setWifiEnabled(enable)   7.                 mCheckBox.setEnabled(false); 

38、 8.   9.  10.  11.   我们都知道Wifimanager只是个服务代理，所以它会调用WifiService的setWifiEnabled（）函数，而这个函数会调用 sendEnableMessage（）函数，了解android消息处理机制的都知道，这个函数最终会给自己发送一个 MESSAGE_ENABLE_WIFI的消息，被WifiService里面定义的handlermessage()函数处理，会调用 setWifiEnabledBlocking（）函数。下面是调用流程：mWifiEnabler.onpr

39、eferencechange()=>mWifiManage.setWifienabled()=>mWifiService.setWifiEnabled()=>mWifiService.sendEnableMessage()=>mWifiService.handleMessage()=>mWifiService.setWifiEnabledBlocking().在setWifiEnabledBlocking()函数中主要做如下工作：加载Wifi驱动，启动wpa_supplicant，注册广播接收器，启动WifiThread监听线程。代码如下：1.  2.

40、if (enable)  3.            if (!mWifiStateTracker.loadDriver()   4.                Slog.e(TAG, "Failed toload Wi-Fi 

41、;driver.");  5.                setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN, uid);   6.                 return false;

42、60;7.              8.            if (!mWifiStateTracker.startSupplicant()   9.                &

43、#160;mWifiStateTracker.unloadDriver();  10.                 Slog.e(TAG, "Failed tostart supplicant daemon.");   11.          

44、      setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN, uid);   12.                 return false;  13.              

45、;14.            registerForBroadcasts();  15.            mWifiStateTracker.startEventLoop();  16.   至此，Wifi使能（开启）结束，自动进入扫描阶段。（二）扫描AP当驱动加载成功后，如果配置文件的AP_SCAN = 1，扫描会自动开始，Wi

46、fiMonitor将会从supplicant收到一个消息EVENT_DRIVER_STATE_CHANGED，调用 handleDriverEvent（），然后调用mWifiStateTracker.notifyDriverStarted()，该函数向消息队列添加EVENT_DRIVER_STATE_CHANGED，handlermessage()函数处理消息时调用scan()函数，并通过 WifiNative将扫描命令发送到wpa_supplicant。看代码Frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/WifiMonitor.javajava

47、0;view plaincopy1. private void handleDriverEvent(Stringstate)   2.            if (state = null)   3.                 re

48、turn;  4.              5.            if (state.equals("STOPPED")   6.               &

49、#160;mWifiStateTracker.notifyDriverStopped();  7.             else if (state.equals("STARTED")   8.                 mWifiStat

50、eTracker.notifyDriverStarted();  9.             else if (state.equals("HANGED")   10.                 mWifiStateTracker.notif

51、yDriverHung();  11.              12.   Frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/WifiStateTracker.javajava view plaincopy1. .  2. case EVENT_DRIVER_STATE_CHANGED:  3.      &#

52、160;          switch(msg.arg1)   4.                 case DRIVER_STARTED:  5.             &

53、#160;         6.                     setNumAllowedChannels();  7.               

54、     synchronized (this)   8.                        if (mRunState = RUN_STATE_STARTING)   9.     &#

55、160;                      mRunState = RUN_STATE_RUNNING;  10.                    

56、;        if (!mIsScanOnly)   11.                                 reconnectCommand();

57、 12.                             else   13.                  

58、;               / In somesituations, supplicant needs to be kickstarted to  14.                 

59、;                / start thebackground scanning  15.                        

60、0;        scan(true);  16.                              17.          &

61、#160;               18.                       19.             

62、60;      break;               20. .  上面是启动Wifi时，自动进行的AP的扫描，用户当然也可以手动扫描AP，这部分实现在WifiService里面，WifiService通过startScan()接口函数发送扫描命令到supplicant。看代码：Frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi

63、/WifiStateTracker.javajava view plaincopy1. public boolean startScan(booleanforceActive)   2.        enforceChangePermission();  3.        switch (mWifiStateTracker.getSupplicantState() 

64、60;4.            case DISCONNECTED:  5.            case INACTIVE:   6.            case SCANNING:  7.

65、            case DORMANT: 8.                 break;  9.            default:  10.  

66、60;             mWifiStateTracker.setScanResultHandling(  11.                        WifiStateTracker.SUPPL_SCAN_HA

67、NDLING_LIST_ONLY);  12.                 break;  13.          14.        return mWifiStateTracker.scan(forceActive);  15. 

68、0; 然后下面的流程同上面的自动扫描，我们来分析一下手动扫描从哪里开始的。我们应该知道手动扫描是通过菜单键的扫描键来响应的，而响应该动作的应该是 WifiSettings类中Scanner类的handlerMessage()函数，它调用WifiManager的 startScanActive()，这才调用WifiService的startScan()。如代码:packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifiwifisettings.javajava view plaincopy1. public boolea

69、n onCreateOptionsMenu(Menu menu)   2.        menu.add(Menu.NONE, MENU_ID_SCAN, 0, R.string.wifi_menu_scan)  3.                .setIcon(R.drawable.ic_m

70、enu_scan_network);  4.        menu.add(Menu.NONE, MENU_ID_ADVANCED, 0, R.string.wifi_menu_advanced)  5.                .setIcon(android.R.drawable.ic_menu_manage); &

71、#160;6.        return super.onCreateOptionsMenu(menu);  7.   当按下菜单键时，WifiSettings就会调用这个函数绘制菜单。如果选择扫描按钮，WifiSettings会调用onOptionsItemSelected()。packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifiwifisettings.java1. public booleanonOptionsIte

72、mSelected(MenuItem item)   2.        switch (item.getItemId()   3.            case MENU_ID_SCAN:  4.            

73、60;    if(mWifiManager.isWifiEnabled()   5.                     mScanner.resume();  6.              

74、     7.                 return true;  8.            case MENU_ID_ADVANCED:  9.        

75、0;        startActivity(new Intent(this,AdvancedSettings.class);  10.                 return true;  11.          12.

76、60;      return super.onOptionsItemSelected(item);  13.   Handler类：1. private class Scanner extends Handler    2.        private int mRetry = 0;   3.

77、       void resume()   4.            if (!hasMessages(0)     5.                 sendEmptyM

78、essage(0);  6.               7.          8.        void pause()   9.            mRetr

79、y = 0;  10.             mAccessPoints.setProgress(false);  11.            removeMessages(0);  12.          13.  

80、60;     Override  14.        public void handleMessage(Message message)   15.            if (mWifiManager.startScanActive()  16.   

81、;              mRetry = 0;  17.             else if (+mRetry >= 3)   18.         &

82、#160;       mRetry = 0;  19.                Toast.makeText(WifiSettings.this, R.string.wifi_fail_to_scan,  20.          

83、              Toast.LENGTH_LONG).show();  21.                 return;  22.            

84、;  23.            mAccessPoints.setProgress(mRetry != 0);  24.            sendEmptyMessageDelayed(0, 6000);  25.         

85、0;26.   这里的mWifiManager.startScanActive()就会调用WifiService里的startScan（）函数，下面的流程和上面的一样，这里不赘述。当supplicant完成了这个扫描命令后，它会发送一个消息给上层，提醒他们扫描已经完成，WifiMonitor会接收到这消息，然后再发送给WifiStateTracker。Frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/WifiMonitor.java1. void handleEvent(int event, String&#

86、160;remainder)    2.             switch (event)   3.                 caseDISCONNECTED:  4.      

87、0;             handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.DISCONNECTED,remainder);  5.                     break;  6.

88、                 case CONNECTED:  7.                    handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.CONNECTE

89、D,remainder);  8.                     break;  9.                 case SCAN_RESULTS:  10.   

90、;                  mWifiStateTracker.notifyScanResultsAvailable();  11.                     break;  

91、12.                 case UNKNOWN:  13.                     break;  14.      

92、0;        15.   WifiStateTracker将会广播SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION消息：代码如：Frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/WifiStateTracker.java1. public voidhandleMessage(Message msg)   2.         Inten

93、t intent;  3.  4. case EVENT_SCAN_RESULTS_AVAILABLE:  5.                 if(ActivityManagerNative.isSystemReady()   6.           &

94、#160;         mContext.sendBroadcast(new Intent(WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION);  7.                    8.       &

95、#160;         sendScanResultsAvailable();   9.                   10.               &#

96、160; setScanMode(false); 11.                 break;  12.  13.   由于WifiSettings类注册了intent，能够处理SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION消息，它会调用handleEvent()，调用流程如下所示。WifiSettings.handleEvent() =>W

97、ifiSettings.updateAccessPoints() => mWifiManager.getScanResults()=> mService.getScanResults()=>mWifiStateTracker.scanResults() => WifiNative.scanResultsCommand()将获取AP列表的命令发送到supplicant，然后supplicant通过Socket发送扫描结果，由上层接收并显示。这和前面的消息获取流程基本相同。（三）配置，连接AP当用户选择一个活跃的AP时，Wi

98、fiSettings响应打开一个对话框来配置AP，比如加密方法和连接AP的验证模式。配置好AP后，WifiService添加或更新网络连接到特定的AP。代码如：packages/apps/settings/src/com/android/settings/wifi/WifiSetttings.java1. public booleanonPreferenceTreeClick(PreferenceScreen screen, Preference preference)    2.   

99、0;    if (preference instanceof AccessPoint)   3.            mSelected = (AccessPoint) preference;  4.            showDialog(

100、mSelected, false);  5.         else if (preference = mAddNetwork)   6.            mSelected = null;  7.        

101、;    showDialog(null, true);  8.         else if (preference = mNotifyOpenNetworks)   9.            Secure.putInt(getContentResolver(), 

102、0; 10.                    Secure.WIFI_NETWORKS_AVAILABLE_NOTIFICATION_ON,  11.                    mN

103、otifyOpenNetworks.isChecked() ? 1 : 0);  12.         else   13.            return super.onPreferenceTreeClick(screen, preference);  14.    &

104、#160;     15.        return true;  16.   配置好以后，当按下“Connect Press”时，WifiSettings通过发送LIST_NETWORK命令到supplicant来检查该网络是否配置。如果没有该网络或没有配置它，WifiService调用addorUpdateNetwork（）函数来添加或更新网络，然后发送命令给supplicant，连接到这个网络。下面是从响应连接按钮到WifiService

105、发送连接命令的代码：packages/apps/settings/src/com/android/settings/wifi/WifiSetttings.javajava view plaincopy1. public void onClick(DialogInterfacedialogInterface, int button)   2.        if (button = WifiDialog.BUTTON_FORGE

106、T && mSelected != null)   3.            forget(mSworkId);  4.         else if (button = WifiDialog.BUTTON_SUBMIT && mDialog&

107、#160;!=null)   5.            WifiConfiguration config = mDialog.getConfig();  6.            if (config = null)   7.    &

108、#160;            if (mSelected != null&& !requireKeyStore(mSelected.getConfig()   8.                    

109、60;connect(mSworkId);  9.                   10.             else if (workId != -1)   11.      &

110、#160;          if (mSelected != null)   12.                     mWifiManager.updateNetwork(config);  13.  

111、0;14.                     saveNetworks();  15.                   16.        

112、;     else   17.                 int networkId =mWifiManager.addNetwork(config);  18.               

113、  if (networkId != -1)   19.                    mWifiManager.enableNetwork(networkId, false);    20.         &

114、#160;           workId =networkId;   21.                     if (mDialog.edit | requireKeyStore(config)  22.