Android wifi设计原理(源码分析)

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http://www.gsmcdma.com/a/ruanjiankaifa/waijieshebei_lanya_USBdeng_/2010/0515/21.html 初始化在 SystemServer 启动的时候,会生成一个 ConnectivityService 的实例, try { Log.i(TAG, "Starting Connectivity Service."); ServiceManager.addService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE, new ConnectivityService(context)); } catch (Throwable e) { Log.e(TAG, "Failure starting Connectivity Service", e); } ConnectivityService 的构造函数会创建 WifiService, if (DBG) Log.v(TAG, "Starting Wifi Service."); mWifiStateTracker = new WifiStateTracker(context, handler); WifiService wifiService = new WifiService(context, mWifiStateTracker); ServiceManager.addService(Context.WIFI_SERVICE, wifiService); WifiStateTracker 会创建 WifiMonitor 接收来自底层的事件,WifiService 和 WifiMonitor 是整个模块的核心。WifiService 负责启动关闭 wpa_supplicant、启动关闭 WifiMonitor 监视线程和把命令下发给 wpa_supplicant,而 WifiMonitor 则负责从 wpa_supplicant 接收事件通知。连接 AP 1. 使能 WIFI WirelessSettings 在初始化的时候配置了由 WifiEnabler 来处理 Wifi 按钮, private void initToggles() { mWifiEnabler = new WifiEnabler( this, (WifiManager) getSystemService(WIFI_SERVICE), (CheckBoxPreference) findPreference(KEY_TOGGLE_WIFI)); 当用户按下 Wifi 按钮后, Android 会调用 WifiEnabler 的 onPreferenceChange, 再由 WifiEnabler 调用 WifiManager 的 setWifiEnabled 接口函数,通过 AIDL,实际调用的是 WifiService 的 setWifiEnabled 函数,WifiService 接着向自身发送一条 MESSAGE_ENABLE_WIFI 消息,在处理该消息的代码中做真正的使能工作:首先装载 WIFI 内核模块(该模块的位置硬编码为 "/system/lib/modules/wlan.ko" ), 然 后 启 动 wpa_supplicant ( 配 置 文 件 硬 编 码 为 "/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf") 再通过 WifiStateTracker 来启动 WifiMonitor 中的监视 , 线程。 private boolean setWifiEnabledBlocking(boolean enable) { final int eventualWifiState = enable ? WIFI_STATE_ENABLED : WIFI_STATE_DISABLED; updateWifiState(enable ? WIFI_STATE_ENABLING : WIFI_STATE_DISABLING); if (enable) { if (!WifiNative.loadDriver()) { Log.e(TAG, "Failed to load Wi-Fi driver."); updateWifiState(WIFI_STATE_UNKNOWN); return false; } if (!WifiNative.startSupplicant()) { WifiNative.unloadDriver(); Log.e(TAG, "Failed to start supplicant daemon."); updateWifiState(WIFI_STATE_UNKNOWN); return false; } mWifiStateTracker.startEventLoop(); } // Success! persistWifiEnabled(enable); updateWifiState(eventualWifiState); return true; } 当使能成功后,会广播发送 WIFI_STATE_CHANGED_ACTION 这个 Intent 通知外界 WIFI 已 经 成 功 使 能 了 。 WifiEnabler 创 建 的 时 候 就 会 向 Android 注 册 接 收 WIFI_STATE_CHANGED_ACTION,因此它会收到该 Intent,从而开始扫描。 private void handleWifiStateChanged(int wifiState) { if (wifiState == WIFI_STATE_ENABLED) { loadConfiguredAccessPoints(); attemptScan(); } 2. 查找 AP 扫描的入口函数是 WifiService 的 startScan,它其实也就是往 wpa_supplicant 发送 SCAN 命令。 static jboolean android_net_wifi_scanCommand(JNIEnv* env, jobject clazz) { jboolean result; // Ignore any error from setting the scan mode. // The scan will still work. (void)doBooleanCommand("DRIVER SCAN-ACTIVE", "OK"); result = doBooleanCommand("SCAN", "OK"); (void)doBooleanCommand("DRIVER SCAN-PASSIVE", "OK"); return result; } 当 wpa_supplicant 处理完 SCAN 命令后,它会向控制通道发送事件通知扫描完成,从而 wifi_wait_for_event 函数会接收到该事件,由此 WifiMonitor 中的 MonitorThread 会被执行来出来这个事件, void handleEvent(int event, String remainder) { case SCAN_RESULTS: mWifiStateTracker.notifyScanResultsAvailable(); break; WifiStateTracker 则接着广播发送 SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION 这个 Intent case EVENT_SCAN_RESULTS_AVAILABLE: mContext.sendBroadcast(new Intent(WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION)); WifiLayer 注册了接收 SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION 这个 Intent,所以它的相关处理函数 handleScanResultsAvailable 会被调用,在该函数中,先会去拿到 SCAN 的结果(最终是往 wpa_supplicant 发送 SCAN_RESULT 命令并读取返回值来实现的) , List list = mWifiManager.getScanResults(); 对每一个扫描返回的 AP,WifiLayer 会调用 WifiSettings 的 onAccessPointSetChanged 函数, 从而最终把该 AP 加到 GUI 显示列表中。 public void onAccessPointSetChanged(AccessPointState ap, boolean added) { AccessPointPreference pref = mAps.get(ap); if (added) { if (pref == null) { pref = new AccessPointPreference(this, ap); mAps.put(ap, pref); } else { pref.setEnabled(true); } mApCategory.addPreference(pref); } } 3. 配置 AP 参数当用户在 WifiSettings 界面上选择了一个 AP 后,会显示配置 AP 参数的一个对话框, public boolean onPreferenceTreeClick(PreferenceScreen preferenceScreen, Preference preference) { if (preference instanceof AccessPointPreference) { AccessPointState state = ((AccessPointPreference) preference).getAccessPointState(); showAccessPointDialog(state, AccessPointDialog.MODE_INFO); } } 4. 连接当用户在 AcessPointDialog 中选择好加密方式和输入密钥之后,再点击连接按钮,Android 就会去连接这个 AP。 private void handleConnect() { String password = getEnteredPassword(); if (!TextUtils.isEmpty(password)) { mState.setPassword(password); } mWifiLayer.connectToNetwork(mState); } WifiLayer 会先检测这个 AP 是不是之前被配置过,这个是通过向 wpa_supplicant 发送 LIST_NETWORK 命令并且比较返回值来实现的, // Need WifiConfiguration for the AP WifiConfiguration config = findConfiguredNetwork(state); 如果 wpa_supplicant 没有这个 AP 的配置信息, 则会向 wpa_supplicant 发送 ADD_NETWORK 命令来添加该 AP, if (config == null) { // Connecting for the first time, need to create it config = addConfiguration(state, ADD_CONFIGURATION_ENABLE|ADD_CONFIGURATION_SAVE); } ADD_NETWORK 命 令 会 返 回 一 个 ID , WifiLayer 再 用 这 个 返 回 的 ID 作 为 参 数 向 wpa_supplicant 发送 ENABLE_NETWORK 命令,从而让 wpa_supplicant 去连接该 AP。 // Make sure that network is enabled, and disable others mReenableApsOnNetworkStateChange = true; if (!mWifiManager.enableNetwork(state.networkId, true)) { Log.e(TAG, "Could not enable network ID " + state.networkId); error(R.string.error_connecting); return false; } 5. 配置 IP 地址当 wpa_supplicant 成功连接上 AP 之后,它会向控制通道发送事件通知连接上 AP 了,从而 wifi_wait_for_event 函数会接收到该事件,由此 WifiMonitor 中的 MonitorThread 会被执行来出来这个事件, void handleEvent(int event, String remainder) { case CONNECTED: handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.CONNECTED, remainder); break; WifiMonitor 再调用 WifiStateTracker 的 notifyStateChange,WifiStateTracker 则接着会往自身发送 EVENT_DHCP_START 消息来启动 DHCP 去获取 IP 地址, private void handleConnectedState() { setPollTimer(); mLastSignalLevel = -1; if (!mHaveIPAddress && !mObtainingIPAddress) { mObtainingIPAddress = true; mDhcpTarget.obtainMessage(EVENT_DHCP_START).sendToTarget(); } } 然后再广播发送 NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 这个 Intent case EVENT_NETWORK_STATE_CHANGED: if (result.state != DetailedState.DISCONNECTED || !mDisconnectPending) { intent = new Intent(WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION); intent.putExtra(WifiManager.EXTRA_NETWORK_INFO, mNetworkInfo); if (result.BSSID != null) intent.putExtra(WifiManager.EXTRA_BSSID, result.BSSID); mContext.sendStickyBroadcast(intent); } break; WifiLayer 注册了接收 NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 这个 Intent,所以它的相关处理函数 handleNetworkStateChanged 会被调用, 当 DHCP 拿到 IP 地址之后,会再发送 EVENT_DHCP_SUCCEEDED 消息, private class DhcpHandler extends Handler { public void handleMessage(Message msg) { switch (msg.what) { case EVENT_DHCP_START: if (NetworkUtils.runDhcp(mInterfaceName, mDhcpInfo)) { event = EVENT_DHCP_SUCCEEDED; } WifiLayer 处 理 EVENT_DHCP_SUCCEEDED 消 息 , 会 再 次 广 播 发 送 NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 这个 Intent,这次带上完整的 IP 地址信息。 case EVENT_DHCP_SUCCEEDED: mWifiInfo.setIpAddress(mDhcpInfo.ipAddress); setDetailedState(DetailedState.CONNECTED); intent = new Intent(WifiManager.NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION); intent.putExtra(WifiManager.EXTRA_NETWORK_INFO, mNetworkInfo); mContext.sendStickyBroadcast(intent); break; 至此为止,整个连接过程完成。问题: 目前的实现不支持 Ad-hoc 方式。