android-wifi模組篇之jni監控wifi網路連接、dhcpcd執行和power電源控制

淺析android下如何通過jni監控wifi網路連接、dhcpcd執行和power電源控制

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libs/android_runtime/android_net_wifi_Wifi.cpp
部分jni介面
static JNINativeMethod gWifiMethods[] = {
　　{ "loadDriver", "()Z", (void *)android_net_wifi_loadDriver},
　　{ "setPowerModeCommand", "(I)Z", (void*)android_net_wifi_setPowerModeCommand },//電源管理
　　{ "connectToSupplicant", "()Z", (void*)android_net_wifi_connectToSupplicant },
　　{ "waitForEvent", "()Ljava/lang/String;", (void*)android_net_wifi_waitForEvent },
　　{ "disconnectCommand", "()Z", (void*)android_net_wifi_disconnectCommand },
　　...
};
int register_android_net_wifi_WifiManager(JNIEnv* env)
{
　　...
　　return AndroidRuntime::registerNativeMethods(env,
　　　　　　WIFI_PKG_NAME, gWifiMethods,NELEM(gWifiMethods));//登記jni
}
libs/android_runtime/AndroidRuntime.cpp
static const RegJNIRec gRegJNI[] = {
　　...
　　REG_JNI(register_android_net_wifi_WifiManager),
　　...
};
int AndroidRuntime::startReg(JNIEnv* env)
{
　　...
　　register_jni_PRocs(gRegJNI, NELEM(gRegJNI), env);
　　...
}
AndroidRuntime::start
=>startReg(env)即調用方法intAndroidRuntime::startReg(JNIEnv* env)
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wifi_load_driver
wifi_start_supplicant
=>ensure_config_file_exists
//檢查/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf檔案是否存在,如果不存在,那麼從/system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf動態拷貝一份
android_net_wifi_connectToSupplicant
=>wifi_connect_to_supplicant
=>
　　ctrl_conn = wpa_ctrl_open(ifname);
　　monitor_conn = wpa_ctrl_open(ifname);
　　wpa_ctrl_attach(monitor_conn);

android_net_wifi_waitForEvent
=>wifi_wait_for_event
=>wpa_ctrl_recv(monitor_conn, buf,&nread);
=>recv(ctrl->s, reply, *reply_len,0);//阻塞等待wpa_supplicant的netlink資料過來
=>如果接收的buf資料區,buf[0]為'<',那麼說明有level層級資訊,所以將'<'...'>'資料剔除,然後wifi_wait_for_event函數返回[luther.gliethttp].
java/android/android/net/wifi/WifiMonitor.java
public class WifiMonitor {
　　...
　　public void startMonitoring() {
　　　　new MonitorThread().start();//啟動java線程
　　}
　　class MonitorThread extends Thread {
　　　　public MonitorThread() {
　　　　　　super("WifiMonitor");
　　　　}
　　public void run() {
　　　　for (;;) {
　　　　　　ensureSupplicantConnecti

on();//=>WifiNative.connectToSupplicant調用jni函數android_net_wifi_connectToSupplicant
　　　　　　String eventStr =WifiNative.waitForEvent();//=>調用jni函數android_net_wifi_waitForEvent
　　　　　　//private static final int CONNECTED = 1;
　　　　　　//private static final int DISCONNECTED = 2;
　　　　　　//private static final String eventPrefix ="CTRL-EVENT-";
　　　　　　//private static final int eventPrefixLen =eventPrefix.length();
　　　　　　//private static final String connectedEvent ="CONNECTED";
　　　　　　//private static final String disconnectedEvent ="DISCONNECTED";
　　　　　　String eventName =eventStr.substring(eventPrefixLen);//去掉"CTRL-EVENT-"字串
　　　　　　int nameEnd = eventName.indexOf('');//找到隨後的空格位置,這在wpa_supplicant發送時
//#define WPA_EVENT_CONNECTED "CTRL-EVENT-CONNECTED"中,已經內建空格了.
　　　　　　　　if (nameEnd != -1)
　　　　　　　　　　eventName = eventName.substring(0, nameEnd);
　　　　　　int event;
　　　　　　　　if(eventName.equals(connectedEvent))//檢測netlink過來的字串action類型
　　　　　　　　　　event = CONNECTED;
　　　　　　　　else if (eventName.equals(disconnectedEvent))
　　　　　　　　　　event = DISCONNECTED;
　　...
　　　　　　int ind = eventStr.indexOf(" - ");//CTRL-EVENT-CONNECTED -Connection to ...
　　　　　　　　　　if (ind != -1)
　　　　　　　　　　　　eventData = eventStr.substring(ind + 3);
//剔除前置控制字元,將" - "後面的描述字串作為真實資料,繼續處理
　　...
　　　　　　if (event == STATE_CHANGE) {
　　　　　　　　　　handleSupplicantStateChange(eventData);
　　　　　　　　} else if (event == DRIVER_STATE) {
　　　　　　　　　　handleDriverEvent(eventData);
　　　　　　　　} else {
　　　　　　　　　　handleEvent(event,eventData);//對於CONNECTED和DISCONNECTED等netlink事件將執行此操作來處理[luther.gliethttp]
　　　　　　　　　　// If supplicant is gone, exit the thread
　　　　　　　　　　if (event == TERMINATING) {
　　　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　...
　　　　　　void handleEvent(int event, String remainder) {
　　　　　　switch (event) {
　　　　　　　　case DISCONNECTED:
　　　　　　　　　　handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.DISCONNECTED,remainder);
　　　　　　　　　　break;

　　　　　　　　case CONNECTED:
　　　　　　　　　　handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.CONNECTED,remainder);//控制介面顯示
　　　　　　　　　　break;
　　...
}
public class WifiStateTracker extends NetworkStateTracker {
　　...
　　　　public void startEventLoop() {
　　　　mWifiMonitor.startMonitoring();//啟動上面的MonitorThread線程
　　}
　　...
}
java/services/com/android/server/WifiService.java
public class WifiService extends IWifiManager.Stub {
　　...
　　private boolean setWifiEnabledBlocking(boolean enable) {
　　　　final int eventualWifiState = enable ? WIFI_STATE_ENABLED :WIFI_STATE_DISABLED;
　　　　　　...
　　　　　　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();
//啟動MonitorThread線程,等待wpa_supplicant將netlink資料轉寄過來,然後根據netlink動作類型,進一步影響介面顯示[luther.gliethttp].
　　　　}
　　...
}
java/android/android/net/wifi/WifiStateTracker.java
電源管理
private void handleConnectedState() {
　　...
　　mDhcpTarget.obtainMessage(EVENT_DHCP_START).sendToTarget();//傳遞到下面的handleMessage方法
　　...
}
public void onChange(boolean selfChange) {
　　...
　　handleConnectedState();
　　...
}
public class WifiStateTracker extends NetworkStateTracker {
　　...
　　public void handleMessage(Message msg) {
　　　　switch (msg.what) {
　　　　　　case EVENT_SUPPLICANT_CONNECTION:
　　　　　　case EVENT_NETWORK_STATE_CHANGED:
　　　　　　　　handleConnectedState();//調用
　　...
　　private class DhcpHandler extends Handler {

　　　　private Handler mTarget;

　　　　public DhcpHandler(Looper looper, Handler target) {
　　　　　　super(looper);
　　　　　　mTarget = target;
　　　　}

　　　　public void handleMessage(Message msg) {
　　　　　　int event;
　　　　//private static final int DRIVER_POWER_MODE_AUTO = 0;
　　　　//private static final int DRIVER_POWER_MODE_ACTIVE = 1;
　　　　　　switch (msg.what) {
　　　　　　　　case EVENT_DHCP_START:
　　　　　　　　　　synchronized (this) {
　　　　　　　　　　　　WifiNative.setPowerModeCommand(DRIVER_POWER_MODE_ACTIVE);//設定電源模式,調用android_net_wifi_setPowerModeCommand
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　Log.d(TAG, "DhcpHandler: DHCP request started");
//libs/android_runtime/android_net_NetUtils.cpp
//static JNINativeMethod gNetworkUtilMethods[] = {
//{ "runDhcp", "(Ljava/lang/String;Landroid/net/DhcpInfo;)Z", (void*)android_net_utils_runDhcp },
// ...
//};

　　　　　　　　　　if (NetworkUtils.runDhcp(mInterfaceName, mDhcpInfo)){//執行dhcp申請ip地址操作
　　　　　　　　　　　　event = EVENT_INTERFACE_CONFIGURATION_SUCCEEDED;
　　　　　　　　　　　　if (LOCAL_LOGD) Log.v(TAG, "DhcpHandler: DHCP requestsucceeded");
　　　　　　　　　　} else {
　　　　　　　　　　　　event = EVENT_INTERFACE_CONFIGURATION_FAILED;
　　　　　　　　　　　　Log.i(TAG, "DhcpHandler: DHCP request failed: " +
　　　　　　　　　　　　　　NetworkUtils.getDhcpError());
//如果dhcpcd分配ip失敗,那麼Message.obtain(mTarget,event).sendToTarget();將執行
//WifiNative.disconnectCommand();即：static JNINativeMethodgWifiMethods[] = {
//android_net_wifi_disconnectCommand發送"DISCONNECT"字串[luther.gliethttp]
//然後在wpa_supplicant服務端執行wpa_supplicant_ctrl_iface_process
//wpa_supplicant_disassociate
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　synchronized (this) {
　　　　　　　　　　　　WifiNative.setPowerModeCommand(DRIVER_POWER_MODE_AUTO);
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　Message.obtain(mTarget, event).sendToTarget();
　　　　　　　　　　break;
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　...
　　
//在上面的public classWifiMonitor=>ensureSupplicantConnection
//=>
//while (!supplicantConnected) {
// boolean connected;
//synchronized (mWifiStateTracker) {
//connected =WifiNative.connectToSupplicant();//如果沒有串連成功,那麼while迴圈嘗試,直到嘗試成功,或者定義了oneShot,僅一次嘗試
//=>mWifiStateTracker.notifySupplicantConnection();//如果WifiNative.connectToSupplicant()成功,那麼將執行
//mWifiStateTracker.notifySupplicantConnection();的調用.
　　void notifySupplicantConnection() {//向對象發送message
　　　　Message.obtain(this,EVENT_SUPPLICANT_CONNECTION).sendToTarget();
　　}
　　void notifyStateChange(SupplicantState newState) {
　　　　Message.obtain(this, EVENT_SUPPLICANT_STATE_CHANGED,newState).sendToTarget();
　　}
　　...
}
static jboolean android_net_wifi_setPowerModeCommand(JNIEnv* env,jobject clazz, jint mode)
{
　　char cmdstr[256];

　　sprintf(cmdstr, "DRIVER POWERMODE %d", mode);
　　return doBooleanCommand(cmdstr, "OK");
}
android_net_wifi_setPowerModeCommand
=>doBooleanCommand
=>doCommand
=>wifi_command
=>wifi_send_command
=>wpa_ctrl_request
=>send給wpa_supplicant
然後wpa_supplicant將做如下接收操作：
system/extra/wpa_supplicant/main.c
=>wpa_supplicant_add_iface
=>wpa_supplicant_init_iface2
=>wpa_supplicant_ctrl_iface_init
=>註冊ctrl_conn控制連接埠和monitor_conn監聽連接埠的處理函數
　eloop_register_read_sock(priv->sock,wpa_supplicant_ctrl_iface_receive, wpa_s,priv);//ctrl_conn連接埠的handler處理函數
　wpa_msg_register_cb(wpa_supplicant_ctrl_iface_msg_cb);//monitor_conn連接埠的回調處理函數,處理netlink資料到所有monitor_conn監聽連接埠
=>wpa_supplicant_ctrl_iface_receive//對於unix通訊方式
=>wpa_supplicant_ctrl_iface_process
=>如果wpa_cli發送的是wpa_cli driverxxx形式的命令,那麼調用這個函數
if (os_strncmp(buf, "DRIVER ", 7) == 0) {//掠過前7個,直接將命令傳過去
reply_len = wpa_supplicant_driver_cmd(wpa_s, buf + 7, reply,reply_size);
=>wpa_supplicant_driver_cmd
=>wpa_drv_driver_cmd
=>自訂DRIVER擴充處理函數,所以對於java傳遞過來的power電源管理命令,wpa_drv_driver_cmd將收到"POWERMODE0"或者"POWERMODE 1"字串[luther.gliethttp]
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jni
=>runDhcp
=>android_net_utils_runDhcp
libs/netutils/dhcp_utils.c
=>dhcp_do_request
=>
　　static const char DAEMON_NAME[] = "dhcpcd";
　　static const char DAEMON_PROP_NAME[] = "init.svc.dhcpcd";
　　static const char DHCP_PROP_NAME_PREFIX[] = "dhcp";
　　const char *ctrl_prop = "ctl.start";
　　const char *desired_status = "running";
　　snprintf(result_prop_name, sizeof(result_prop_name),"%s.%s.result",
　　　　　　DHCP_PROP_NAME_PREFIX,
　　　　　　interface);
　　property_set(result_prop_name,"");//設定dhcp.eth0.result="";等到成功完成dhcp之後,
　　property_set(ctrl_prop,DAEMON_NAME);//向名字為dhcpcd的service,發送"ctrl.start"啟動命令字,該service在init.rc中
//init.rc中dhcpcd服務進程命令字
//service dhcpcd /system/bin/dhcpcd eth0
// disabled
// oneshot
　　wait_for_property(DAEMON_PROP_NAME, desired_status, 10);
//init.c=>init進程
//=>handle_property_set_fd因為是"ctrl.start"命令字,所以調用handle_control_message處理控制資訊
//=>handle_control_message
//=>msg_start
//=>
// struct service *svc = service_find_by_name(name);
// service_start(svc);//啟動svc,即執行：/system/bin/dhcpcd eth0
//=>service_start
//=>pid = fork();
// if(pid == 0)execve(svc->args[0], (char**)svc->args, (char**)ENV);子進程執行execve運行/system/bin/dhcpcd,參數為eth0
//=>否則父進程,即init進程將
//=>notify_service_state(svc->name,"running");設定該svc的狀態prop
// snprintf(pname, sizeof(pname), "init.svc.%s", name);
// property_set(pname,state);//所以這樣上面wait_for_property(DAEMON_PROP_NAME, desired_status,10);也才能夠正常pass[luther.gliethttp].
　　wait_for_property(result_prop_name, NULL,15);//等待dhcp.eth0.result=非空
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system/extra/dhcpcd-4.0.0-beta9/dhcpcd.c
dhcpcd
=>main
# define SYSCONFDIR　　　　"/system/etc/dhcpcd"
#define PACKAGE　　　　　　"dhcpcd"
# define CONFIG　　　　　　SYSCONFDIR "/" PACKAGE ".conf"
# define LIBEXECDIR　　　　"/system/etc/dhcpcd"
# define SCRIPT　　　　　　LIBEXECDIR "/" PACKAGE "-run-hooks"
=>strlcpy(options->script, SCRIPT,sizeof(options->script));//預設的options->script="/system/etc/dhcpcd/dhcpcd-run-hooks"
=>f = fopen(cf ? cf : CONFIG,"r");//如果沒有指定.conf檔案,那麼使用預設.conf檔案
=>parse_config_line//解析"/system/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf"預設設定檔
=>parse_option
=>如果在"/system/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf"有"script"這個節
=>那麼執行strlcpy(options->script, oarg,sizeof(options->script));直接拷貝

=>dhcp_run
=>handle_dhcp_packet
=>handle_dhcp
=>bind_dhcp
　reason = "TIMEOUT";reason = "BOUND";reason = "REBIND";reason ="RENEW";
system/extra/dhcpcd-4.0.0-beta9/configure.c
=> configure(iface, reason,state->new, state->old,&state->lease, options, 1);
//如果dhcp逾時或者dhcp成功,都會調用exec_script來執行指令碼,
//執行setprop dhcp.${interface}.result "failed"或者
//執行setprop dhcp.${interface}.result "ok"
=>exec_script(options, iface->name,reason, NULL, old);
=>然後configure_env通過環境變數將reason傳遞到指令碼中
int exec_script(const struct options *options, const char *iface,const char *reason,
　　 const struct dhcp_message *dhcpn, const structdhcp_message *dhcpo)
=>pid = fork();
=>if(pid == 0)execve(options->script,argv, env);//子進程執行指令碼,預設"/system/etc/dhcpcd/dhcpcd-run-hooks"
//dhcpcd-run-hooks指令碼會根據level值,決定是否執行system/etc/dhcpcd/dhcpcd-hook/*目錄下的相應檔案
//我們的系統在該system/etc/dhcpcd/dhcpcd-hook/*目錄下有如下3個檔案
//95-configured
//20-dns.conf
//01-test
=>父進程返回while (waitpid(pid, &status,0) == -1)等待子進程指令碼執行完成

system/extra/dhcpcd-4.0.0-beta9/dhcpcd-hooks/20-dns.conf
system/extra/dhcpcd-4.0.0-beta9/dhcpcd-hooks/95-configured
　　...
　　setprop dhcp.${interface}.ipaddress "${new_ip_address}"
　　setprop dhcp.${interface}.result "ok"//設定屬性為ok
　　setprop dhcp.${interface}.result "failed"
　　...
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inet_init、tcp_prot
sock->ops->sendmsg(iocb, sock, msg,size);
=>inetsw_array[]
=>inet_stream_ops
=>tcp_sendmsg
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wpa_cli.c
=>main
=>wpa_cli_interactive
=>wpa_cli_recv_pending(monitor_conn, 0,0);//阻塞等待wpa_supplicant發送資料過來
=>如果action_monitor為true,那麼將執行一些簡單加工操作,否則將直接將wpa_supplicant發過來的資料列印到console上[luther.gliethttp]