andorid wifi 模块分析

一．启动wifi服务
1.在 SystemServer 启动的时候,会生成一个 ConnectivityService 的实例
路径为：\frameworks\base\services\java\com\android\server\SystemServer.java
try {
             Slog.i(TAG, "Connectivity Service");
             connectivity = ConnectivityService.getInstance(context);
             ServiceManager.addService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE, connectivity);
            } catch (Throwable e) {
                Slog.e(TAG, "Failure starting Connectivity Service", e);
            }
2.ConnectivityService 类中private ConnectivityService(Context context) 构造函数创建
    WifiService和WifiStateTracker对象
\frameworks\base\services\java\com\android\server\ConnectivityService.java
for (int netType : mPriorityList) {
            switch (mNetAttributes[netType].mRadio) {
            case ConnectivityManager.TYPE_WIFI:
                if (DBG) Slog.v(TAG, "Starting Wifi Service.");
                WifiStateTracker wst = new WifiStateTracker(context, mHandler);
                WifiService wifiService = new WifiService(context, wst);
                ServiceManager.addService(Context.WIFI_SERVICE, wifiService);
                wifiService.startWifi();
                mNetTrackers[ConnectivityManager.TYPE_WIFI] = wst;
                wst.startMonitoring();
                break;
}
}
3.创建WifiStateTracker和WifiService对象用来启动wifi管理服务WifiStateTracker 会创建  
    WifiMonitor 用来接收来自底层的事件,WifiService 和 WifiMonitor 是整个模块的核心。
4.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
     5. WifiMonitor
               开始运行线程，会请求连接wpa_supplicant，通过调用WifiStateTracker函数connectToSupplicant然后通过wifi.c的wifi_connect_to_supplicant，接着向wpa_ctrl的wpa_ctrl_open。然后通过CreateFile函数向wpa_supplicant读取数据。连接成功后会发送EVENT_SUPPLICANT_CONNECTION消息启动获取DHCP地址线程阻塞调用（当连接上AP的时候，该线程会被执行起来获取IP地址），并记录自己的MAC地址（因为MAC地址不会改变
所以请求一次即可） 接着开启一个死循环处理wpa_supplicant发送的事件。


当用户点击Wi-Fi按钮 的时候WifiEnabler中的onPreferenceChange函数会被调用,再由该函数调用WifiManager的setWifiEnabled函数，它先引用AIDL经由IWifiManager通过Binder机制调用WifiService的 setWifiEnabled设置Wifi开启状态。同时WifiService会发送MESSAGE_ENABLE_WIFI消息，由WifiService的
setWifiEnabledBlocking函数响应该消息，负责Wifi可用的需要工作。首先他会加载驱动
loadDriver(),然后开启wpa_supplicant( 配 置 文 件 硬 编 码 为
"/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf") 再注册广播消息，而后通过 WifiStateTracker 来启动 WifiMonitor 中的监视线程。以上工作使能成功后，会调用setWifiEnabledState最后广播WIFI_STATE_CHANGED_ACTION 这个Intent，至此Wifi能动开启。
接下来是扫描AP。
WifiSettings和WifiEnabler 创 建 的 时 候 就 会 向 Android 注 册 接 收
WIFI_STATE_CHANGED_ACTION,因此他们都会收到WIFI_STATE_CHANGED_ACTION 这个Intent，WifiEnabler负责使得图标加亮，WifiSettings负责使得开启扫描AP。经由
WifiService 的 startScan,再通过JNI由android_net_wifi_scanCommand函数向wpa_supplicant发送扫描命令.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 会被执行来处理接扫描结果事件。此线程通过WifiStateTracker 广播 SCAN_RESULTS_AVAILABLE_ACTION这个Intent。而WifiSettings注册了接收此Intent，最终由其相应函数updateAccessPoints将AP列表，以GUI的形式列出来。




  Wifi 连接部分

当用户选择一个AP时会弹出一个AP参数配置对话框，此对话框会显示当前选择的AP信号强度，若此AP设置了密码则需要用户输入密码才能登录。WifiSettings中的 onPreferenceTreeClick会被调用          @Override
    public boolean onPreferenceTreeClick(PreferenceScreen screen, Preference preference) {
         //点击AP响应函数
        if (preference instanceof AccessPoint) {
            mSelected = (AccessPoint) preference;
            showDialog(mSelected, false);
        } else if (preference == mAddNetwork) {
            mSelected = null;
            showDialog(null, true);
        } else if (preference == mNotifyOpenNetworks) {
            Secure.putInt(getContentResolver(),
                    Secure.WIFI_NETWORKS_AVAILABLE_NOTIFICATION_ON,
                    mNotifyOpenNetworks.isChecked() ? 1 : 0);
        } else {
            return super.onPreferenceTreeClick(screen, preference);
        }
        return true;
    }

用户配置好之后点击连接按钮，onClick函数会被调用。
public void onClick(DialogInterface dialogInterface, int button) {
          //点击连接按钮的响应函数
        if (button == WifiDialog.BUTTON_FORGET && mSelected != null) {
            forget(mSelected.networkId);
        } else if (button == WifiDialog.BUTTON_SUBMIT && mDialog != null) {
            WifiConfiguration config = mDialog.getConfig();

            if (config == null) {
                if (mSelected != null && !requireKeyStore(mSelected.getConfig())) {
                    connect(mSelected.networkId);
                }
            } else if (config.networkId != -1) {
                if (mSelected != null) {
                    mWifiManager.updateNetwork(config);
                    saveNetworks();
                }
            } else {
                int networkId = mWifiManager.addNetwork(config);
                if (networkId != -1) {
                    mWifiManager.enableNetwork(networkId, false);
                    config.networkId = networkId;
                    if (mDialog.edit || requireKeyStore(config)) {
                        saveNetworks();
                    } else {
                        connect(networkId);
                    }
                }
            }
        }

连接请求部分
一.Settings的connect函数响应连接，更新网络保存配置，更新设置当前选择的优先级最高，并
    保存。然后通过enableNetwork使得其他网络不可用来进行连接。最后调用WifiManager的
      reconnect函数连接当前选择的网络。
二.WifiManager的reconnect函数通过AIDL的Binder机制，调用WifiService的reconnect函数
三.然后会调用 WifiStateTracker的reconnectCommand函数，通过JNI（android_net_wifi_Wifi)的            
      android_net_wifi_reconnectCommand 函数向WPA_WPASUPPLICANT发送 RECONNECT命令。
四. android_net_wifi_Wifi通过 doCommand(命令名，响应缓冲，响应缓存大小)调用wifi.c中的
      wifi_command函数来发送命令。
五.最后通过 wpa_ctrl的wpa_ctrl_request函数向控制通道发送连接命令。
返回请求部分
六.当连接上之后WPA_SUPPLICANT会向控制通道发送连接成功命令。wifi.c的
      wifi_wait_for_event函数阻塞调用并返回这个命令的字符串（CONNECTED）.
七.而后WifiMonitor会被执行来处理这个事件，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,然后广播NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION消息，最后由
    WifiSettings类来响应，改变状态和界面信息。
关键函数功能介绍
一.connect函数功能
  1.updateNetwork：updateNetwork(config)会将当前选择连接的AP配置信息
   信息传递进去，配置信息有（网络ID等）。如果网络ID为-1则重新添加网络配置，然后向
   wpa_supplicant 发送SET_NETWORK命令（即通过这个网络ID设置其他一些相关信息，设置
   SSID，密码等）如果网络配置不为－1则直接执行后面步骤即发送SET_NETWORK命令。
  2.saveNetwork:告诉supplicant保存当前网络配置并更新列表。SaveNetwork会调用WifiService的
     saveConfiguration向wpa_supplicant发送SAVE_CONFIG命令保存当前网络配置信息，
    如果返回false，则向wpa_supplicant重新发送RECONFIGURE命令获取配置信息，如果获取信

    息成功后，会Intent一个  NETWORK_IDS_CHANGED_ACTION事件WifiSettings会注册接受
    这个 时间并更新列表。
  3.enableNetwork函数，向系统获取接口名并使得该接口有效。由于之前传递的disableOthers
    为true则向wpa_supplicant发送SELECT_NETWORK（如果传递的为false则发送               
     ENABLE_NETWORK命令），
  4.reconnect函数：连接AP

二.reconnect函数功能：connect函数会调用WifiManager的reconnect然后通过Binder机制调用
   WifiService的reconnect，再由WifiStateTracke调用WifiNative向wpa_supplicant发送
   RECONNECT命令去连接网络，当连接上wpa_supplicant之后会向控制通道发送连接成功的命 
   令，
   wifi_wait_for_event函数阻塞等待该事件的发生，并返回这个命令的字符串（CONNECTED）
 
三.android_net_wifi_Wifi函数的doCommand函数会调用wifi.c的wifi_command函数将上层的命
   令向wpa_supplicant发送。
 
四.wifi_wait_for_event函数以阻塞的方式，等待控制通道传递的事件。当有事件传递过来的时候
   该函数会通过wpa_ctrl的wpa_ctrl_recv函数读取该事件，并以字符串形式返回该事件名。
   int wifi_wait_for_event(char *buf, size_t buflen)
{
                       .......
    result = wpa_ctrl_recv(monitor_conn, buf, &nread);
    if (result < 0) {
        LOGD("wpa_ctrl_recv failed: %s\n", strerror(errno));
        strncpy(buf, WPA_EVENT_TERMINATING " - recv error", buflen-1);
        buf[buflen-1] = '\0';
        return strlen(buf);
    }
    buf[nread] = '\0';
    /* LOGD("wait_for_event: result=%d nread=%d string=\"%s\"\n", result, nread, buf); */
    /* Check for EOF on the socket */
    if (result == 0 && nread == 0) {
        /* Fabricate an event to pass up */
        LOGD("Received EOF on supplicant socket\n");
        strncpy(buf, WPA_EVENT_TERMINATING " - signal 0 received", buflen-1);
        buf[buflen-1] = '\0';
        return strlen(buf);
    }
    /*
     * Events strings are in the format
     *
     *     <N>CTRL-EVENT-XXX
     *
     * where N is the message level in numerical form (0=VERBOSE, 1=DEBUG,
     * etc.) and XXX is the event name. The level information is not useful
     * to us, so strip it off.
     */
    if (buf[0] == '<') {
        char *match = strchr(buf, '>');
        if (match != NULL) {
            nread -= (match+1-buf);
            memmove(buf, match+1, nread+1);
        }
    }
    return nread;
}

五.wpa_ctrl_request，通过socket方式向wpa_supplicant发送命令，以select模式阻塞在
   wpa_supplicant发送和接收。
int wpa_ctrl_request(struct wpa_ctrl *ctrl, const char *cmd, size_t cmd_len，char *reply, size_t *reply_len,void (*msg_cb)(char *msg, size_t len))
{
         .......
                   res = select(ctrl->s + 1, &rfds, NULL, NULL, &tv);
                   if (FD_ISSET(ctrl->s, &rfds)) {
                            res = recv(ctrl->s, reply, *reply_len, 0);
                            if (res < 0)
                                     return res;
                            if (res > 0 && reply[0] == '<') {
                                     /* This is an unsolicited message from
                                      * wpa_supplicant, not the reply to the
                                      * request. Use msg_cb to report this to the
                                      * caller. */
                                     if (msg_cb) {
                                               /* Make sure the message is nul
                                                * terminated. */
                                               if ((size_t) res == *reply_len)
                                                        res = (*reply_len) - 1;
                                               reply[res] = '\0';
                                               msg_cb(reply, res);
                                     }
                                     continue;
                            }
                            *reply_len = res;
                            break;
                   } else {
                            return -2;
                   }
         }
         return 0;
}

六.WifiMonitor 维护一个监视线程分发处理底层返回上来的事件
void handleEvent(int event, String remainder) {
            switch (event) {
                case DISCONNECTED:
                    handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.DISCONNECTED, remainder);
                    break;
                case CONNECTED:
                    handleNetworkStateChange(NetworkInfo.DetailedState.CONNECTED, remainder);
                    break;
                case SCAN_RESULTS:
                    mWifiStateTracker.notifyScanResultsAvailable();
                    break;
                case UNKNOWN:
                    break;
            }
        }
此时返回的事件是CONNECTED因此 handleNetworkStateChange会被调用，验证一下BSSID,重新获得networkId
,然后调用WifiStateTracke的notifyStateChange通知状态改变了的消息（EVENT_NETWORK_STATE_CHANGED）
接着处理这个消息，会移除可用网络通告，然后通过 configureInterface()的动态获取IP地址。最后
发送一个NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION Intent，WifiSetings注册了此Intent因此会响应该它。由updateConnectionState函数响应。
七.updateConnectionState 获取连接信息，更新列表状态，设置为Connected,然后设置当前网络为可用状态
 
   private void updateConnectionState(DetailedState state) {
        /* sticky broadcasts can call this when wifi is disabled */
        if (!mWifiManager.isWifiEnabled()) {
            mScanner.pause();
            return;
        }

        if (state == DetailedState.OBTAINING_IPADDR) {
            mScanner.pause();
        } else {
            mScanner.resume();
        }

        mLastInfo = mWifiManager.getConnectionInfo();
        if (state != null) {
            mLastState = state;
        }

        for (int i = mAccessPoints.getPreferenceCount() - 1; i >= 0; --i) {
            ((AccessPoint) mAccessPoints.getPreference(i)).update(mLastInfo, mLastState);
        }

        if (mResetNetworks && (state == DetailedState.CONNECTED ||
                state == DetailedState.DISCONNECTED || state == DetailedState.FAILED)) {
            updateAccessPoints();
            enableNetworks();
        }
    }


流程图对应的源代码路径为：
WifiEnabler,WifiSettings对应的路径如下：
froyo/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/

WifiManager,WifiMonitor,WifiStateTracker,WifiNative.对应的源代码路径如下：
froyo\frameworrks\base\wifi\java\android\net\wifi\

WifiService 对应代码的位置
froyo/frameworks/base/services/java/com/android/server/

android_net_wifi_Wifi源代码路径如下：
froyo\frameworks\base\core\jni\

wifi_command,wifi_wait_for_envent源代码路径如下：
\hardware\libhardware_legacy\wifi\wifi.c

wpa_ctrl_源代码路径如下：
\external\wpa_supplicant\wpa_ctrl.c

wpa_supplicant源代码路径如下：
froyo\external\wpa_supplicant\


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