Android WIFI架构

Android WiFi 架构总览

本文介绍Android源码项目（AOSP）中WiFi功能的软件架构及各个模块（可执行文件、动态链接库）间的接口。
SDK API
Android SDK为开发者提供了WiFi编程接口，使用起来非常方便。
主要相关类:

• WifiManager

WIFI编程入口，WIFI的多数功能都以该类的方法的形式提供

• WifiInfo

用于描述WIFI连接的状态

ScanResult

用于描述一个AP，如SSID，信号强度，安全方式等

下图基展示了Android系统WIFI模块的架构（当然，这只是软件的控制命令部分，数据部分直接通过kernel与网络子系统、socket API交互）

WifiManager是管理所有Wifi连接的基本API，可以通过以下调用得到它的实例：

android.content.Context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE)

具体 IPC(Inter-Process communication)
App & system_server(WifiManager & WifiService)
如果说Binder是连接 App 和 system_server 的桥梁，那么WifiManager和WiFiService就是桥梁的两头。
framework代码上和wifi相关的package位于:

frameworks/base/wifi/java(WIFI相关的一些包)

frameworks/base/services/java(各种Service,WIFI相关包为：com.android.server.wifi)

frameworks代码中，和wifi相关的几个类的关系如下：
WifiService继承自IWifiManager.Stub；
IWifiManager.Stub又继承自Binder，同时实现了IWifiManager接口;
WifiManager.Stu.proxy也实现了IWifiManager接口；
如图：
其中，IWifiManager, IWifiManager.Stub, IWifiManager.Stub.Proxy都由IWifiManger.aidl生成；
aidl自动生成相关的java代码，简化了用Binder实现RPC的过程。
IWifiManager.Stub.Proxy，WifiManager，BinberProxy用于客户端（App进程）；
而IWifiManager.Stub，WifiService，Binder用于服务端（SystemServer进程）。

App 与 system_server 通过Binder通信，但Binder本身只实现了IPC，即类似socket通信的能力。而App端的WifiManager和system_server端的WifiService及Binder等类共同实现了RPC(remote procedure call)。
WifiManager只是系统为app提供的接口。Context.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE)
返回的实际对象类型是IWifiManager.Stub.Proxy。
IWifiManager.Stub.Proxy的实例是位于App端的一个代理，代理象IWifiManager.Stub.Proxy
将WifiManager方法的参数序列化到Parcel，再经Binder发送给system_server进程。

system_server内的WifiService收App传来的WifiManager调用，完成实际工作。
这样，实际和下层通信的工作就由App转移到了system_server进程（WifiService对象）。

WifiStateMachine
另外，可以看到 WifiStateMachine 是wifi功能的枢纽，几种不同模式下的控制流程都经它流下。
当WIFI处在STA模式（或P2P模式）时，通过WifiNative与wpa_supplicant交互。
WifiNative定义了几个Native方法：

 public native static boolean setMaxTxPower(int txpower, boolean sapRunning);
    public native static boolean loadDriver();
    public native static boolean isDriverLoaded();
    public native static boolean unloadDriver();
    public native static boolean startSupplicant(boolean p2pSupported, int firstScanDelay);
    /* Sends a kill signal to supplicant. To be used when we have lost connection
       or when the supplicant is hung */
    public native static boolean killSupplicant(boolean p2pSupported);
    private native boolean connectToSupplicantNative();
    private native void closeSupplicantConnectionNative();
    /**
     * Wait for the supplicant to send an event, returning the event string.
     * @return the event string sent by the supplicant.
     */
    private native String waitForEventNative();
    private native boolean doBooleanCommandNative(String command);
    private native int doIntCommandNative(String command);
    private native String doStringCommandNative(String command);

当WIFI处在AP模式。通过NetworkManagementService与netd交互，具体是通过LocalSocket(Framework封装的UNIX域socket)与netd进程通信。
比如，NetworkManagementService.startAccessPoint方法：

@Override
    public void startAccessPoint(
            WifiConfiguration wifiConfig, String wlanIface) {
        mContext.enforceCallingOrSelfPermission(CONNECTIVITY_INTERNAL, TAG);
        try {
            wifiFirmwareReload(wlanIface, "AP");
            if (wifiConfig == null) {
                mConnector.execute("softap", "set", wlanIface); // 向 netd 发送控制命令
            } else {
                mConnector.execute("softap", "set", wlanIface, wifiConfig.SSID,
                                   wifiConfig.hiddenSSID ? "hidden" : "broadcast",
                                   "1", getSecurityType(wifiConfig),
                                   new SensitiveArg(wifiConfig.preSharedKey));
            }
            mConnector.execute("softap", "startap");
        } catch (NativeDaemonConnectorException e) {
            throw e.rethrowAsParcelableException();
        }
    }

WifiNative
从功能上来说，WifiNative是system_server 和 wpa_supplicant 对话的窗口，实际上主要依靠wpa_supplicant项目编译出来的动态库libwpa_client.so。

WifiNative的几个native方法的具体实现在：
frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_WifiNative.cpp
WifiNative的native方法的实现：

static JNINativeMethod gWifiMethods[] = {
    /* name, signature, funcPtr */
    { "loadDriver", "()Z",  (void *)android_net_wifi_loadDriver },
    { "isDriverLoaded", "()Z",  (void *)android_net_wifi_isDriverLoaded },
    { "unloadDriver", "()Z",  (void *)android_net_wifi_unloadDriver },
    { "startSupplicant", "(ZI)Z",  (void *)android_net_wifi_startSupplicant },
    { "killSupplicant", "(Z)Z",  (void *)android_net_wifi_killSupplicant },
    { "connectToSupplicantNative", "()Z", (void *)android_net_wifi_connectToSupplicant },
    { "closeSupplicantConnectionNative", "()V", (void *)android_net_wifi_closeSupplicantConnection },
    { "waitForEventNative", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_net_wifi_waitForE

原文链接：https://www.361shipin.com/blog/1545958076450865152