wifi子系統分析

 

初始化
在 SystemServer 啟動的時候,會產生一個 ConnectivityService 的執行個體,
              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 的建構函式會建立 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 會建立 WifiMonitor 接收來自底層的事件,WifiService 和 WifiMonitor 是整
個模組的核心。WifiService 負責啟動關閉 wpa_supplicant、啟動關閉 WifiMonitor 監視線程
和把命令下發給 wpa_supplicant,而 WifiMonitor 則負責從 wpa_supplicant 接收事件通知。
串連 AP
1. 使能 WIFI
WirelessSettings 在初始化的時候配置了由 WifiEnabler 來處理 Wifi 按鈕,
     private void initToggles() {
          mWifiEnabler = new WifiEnabler(
                       this,
                       (WifiManager) getSystemService(WIFI_SERVICE),
                       (CheckBoxPreference) findPreference(KEY_TOGGLE_WIFI));
當使用者按下 Wifi 按鈕後,               Android 會調用 WifiEnabler 的 onPreferenceChange,    再由 WifiEnabler
調用 WifiManager 的 setWifiEnabled 介面函數,通過 AIDL,實際調用的是 WifiService 的
setWifiEnabled 函數,WifiService 接著向自身發送一條 MESSAGE_ENABLE_WIFI 訊息,在
處理該訊息的代碼中做真正的使能工作:首先裝載 WIFI 核心模組(該模組的位置寫入程式碼為
"/system/lib/modules/wlan.ko" ), 然 後 啟 動 wpa_supplicant ( 配 置 文 件 硬 編 碼 為
"/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf") 再通過 WifiStateTracker 來啟動 WifiMonitor 中的監視
                                           ,
線程。
     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;
      }
當使能成功後,會廣播發送 WIFI_STATE_CHANGED_ACTION 這個 Intent 通知外界 WIFI
已 經 成 功 使 能 了 。 WifiEnabler 創 建 的 時 候 就 會 向 Android 注 冊 接 收
WIFI_STATE_CHANGED_ACTION,因此它會收到該 Intent,從而開始掃描。
          private void handleWifiStateChanged(int wifiState) {
             if (wifiState == WIFI_STATE_ENABLED) {
                  loadConfiguredAccessPoints();
                  attemptScan();
             }
2. 尋找 AP
掃描的入口函數是 WifiService 的 startScan,它其實也就是往 wpa_supplicant 發送 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;
}
當 wpa_supplicant 處理完 SCAN 命令後,它會向控制通道發送事件通知掃描完成,從而
wifi_wait_for_event 函數會接收到該事件,由此 WifiMonitor 中的 MonitorThread 會被執行來
出來這個事件,
             void handleEvent(int event, String remainder) {
                        case SCAN_RESULTS:
                             mWifiStateTracker.notifyScanResultsAvailable();
                             break;
WifiStateTracker 則接著廣播發送 SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION 這個 Intent
                  case EVENT_SCAN_RESULTS_AVAILABLE:
                        mContext.sendBroadcast(new
Intent(WifiManager.SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION));
WifiLayer 註冊了接收 SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION 這個 Intent,所以它的相關
處理函數 handleScanResultsAvailable 會被調用,在該函數中,先會去拿到 SCAN 的結果(最
終是往 wpa_supplicant 發送 SCAN_RESULT 命令並讀取傳回值來實現的)                             ,
                List<ScanResult> list = mWifiManager.getScanResults();
對每一個掃描返回的 AP,WifiLayer 會調用 WifiSettings 的 onAccessPointSetChanged 函數,
從而最終把該 AP 加到 GUI 顯示列表中。
     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 參數
當使用者在 WifiSettings 介面上選擇了一個 AP 後,會顯示配置 AP 參數的一個對話方塊,
     public boolean onPreferenceTreeClick(PreferenceScreen preferenceScreen, Preference
preference) {
          if (preference instanceof AccessPointPreference) {
                AccessPointState             state           =         ((AccessPointPreference)
preference).getAccessPointState();
                showAccessPointDialog(state, AccessPointDialog.MODE_INFO);
          }
     }
4. 串連
當使用者在 AcessPointDialog 中選擇好加密方式和輸入密鑰之後,再點擊連線按鍵,Android
就會去串連這個 AP。
     private void handleConnect() {
          String password = getEnteredPassword();
          if (!TextUtils.isEmpty(password)) {
                mState.setPassword(password);
          }
          mWifiLayer.connectToNetwork(mState);
     }
WifiLayer 會先檢測這個 AP 是不是之前被配置過,這個是通過向 wpa_supplicant 發送
LIST_NETWORK 命令並且比較傳回值來實現的,
          // Need WifiConfiguration for the AP
          WifiConfiguration config = findConfiguredNetwork(state);
如果 wpa_supplicant 沒有這個 AP 的配置資訊,                     則會向 wpa_supplicant 發送 ADD_NETWORK
命令來添加該 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 會 返 回 一 個 ID , WifiLayer 再 用 這 個 返 回 的 ID 作 為 參 數 向
wpa_supplicant 發送 ENABLE_NETWORK 命令,從而讓 wpa_supplicant 去串連該 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 位址
當 wpa_supplicant 成功串連上 AP 之後,它會向控制通道發送事件通知串連上 AP 了,從而
wifi_wait_for_event 函數會接收到該事件,由此 WifiMonitor 中的 MonitorThread 會被執行來
出來這個事件,
          void handleEvent(int event, String remainder) {
                     case CONNECTED:
                           handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.CONNECTED,
remainder);
                           break;
WifiMonitor 再調用 WifiStateTracker 的 notifyStateChange,WifiStateTracker 則接著會往自身
發送 EVENT_DHCP_START 訊息來啟動 DHCP 去擷取 IP 位址,
     private void handleConnectedState() {
          setPollTimer();
          mLastSignalLevel = -1;
          if (!mHaveIPAddress && !mObtainingIPAddress) {
                mObtainingIPAddress = true;
                mDhcpTarget.obtainMessage(EVENT_DHCP_START).sendToTarget();
          }
     }
然後再廣播發送 NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 這個 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 註冊了接收 NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 這個 Intent,所以它的相關
處理函數 handleNetworkStateChanged 會被調用,
當 DHCP 拿到 IP 位址之後,會再發送 EVENT_DHCP_SUCCEEDED 訊息,
     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 處 理 EVENT_DHCP_SUCCEEDED 消 息 , 會 再 次 廣 播 發 送
NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION 這個 Intent,這次帶上完整的 IP 位址資訊。
                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;
至此為止,整個串連過程完成。
問題:
     目前的實現不支援 Ad-hoc 方式。

Android wifi子系統
android下wifi的一些用到的檔案和函數
http://blog.chinaunix.net/u1/38994/showart_1807375.html