Android WiFi--框架分析/业务流程分析/日常调试命令

1. 系统架构

        Android WiFi系统引入了wpa_supplicant，它的整个WiFi系统以wpa_supplicant为核心来定义上层用户接口和下层驱动接口。整个WiFi系统架构如下图所示：

   一切尽在上图中，下面将对每部分进行详细分析。

1.1 WifiService   

     由SystemServer启动的时候生成的ConnecttivityService创建，负责启动关闭wpa_supplicant,启动和关闭WifiMonitor线程，把命令下发给wpa_supplicant以及更新WIFI的状态。

     处理其它模块通过IWifiManager接口发送过来的远端WiFi操作。

1.2 WifiMonitor

    负责从wpa_supplicant接收事件通知。

1.3 wpa_supplicant

  1) 读取配置文件
  2) 初始化配置参数，驱动函数
  3) 让驱动scan当前所有的bssid
  4) 检查扫描的参数是否和用户设置的相符
  5) 如果相符，通知驱动进行权限和认证操作
  6) 连上AP

1.4 Wifi驱动模块

     厂商提供的source,主要进行load firware和kernel的wireless进行通信

1.5 Wifi电源管理模块

     主要控制硬件的GPIO和上下电，让CPU和Wifi模组之间通过sdio接口或USB接口通信

1.6 Wifi工作步骤

  1) Wifi启动
  2) 开始扫描
  3) 显示扫描的AP
  4) 配置AP
  5) 连接AP
  6) 获取IP地址
  7) 上网

1.7 Wifi模块代码

   1) Wifi Settings应用程序
       packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi

   2) Wifi Framework
       frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi (UI通过android.net.wifi package
发送命令给wifi.c)

       frameworks/base/core/java/android/net(更高一级的网络管理)
       frameworks/base/services/java/com/android/server

   3) Wifi JNI
       frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp
   4) Wifi Hardware (wifi管理库)
       hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c

   5) wpa_supplicant(wifi  tool)

       external/wpa_supplicant8
       (1) wpa_client (生成库libwpaclient.so)

            external/wpa_supplicant_8/wpa_supplicant/src/common/wpa_ctrl.c

       (2) wpa_server (生成守护进程wpa_supplicant)

            external/wpa_supplicant_8/wpa_supplicant/main.c
   6) Wifi kernel
       net/wireless     drivers/wlan_xxx       arch/arm/mach-xxx/wlan_pm.c

2. WifiService和wpa_supplicant启动流程

     WifiService和wpa_supplicant启动流程如下图所示：

 2.1 状态变化

• 加载wifi驱动的状态变化流程如下：

初始状态：mInitialState

                         |
          mDriverUnloadedState

                         |
      mWaitForP2pDisableState

                         |
mDriverLoadingState(其enter中调用WifiNative.loadDriver)

 

• 启动wpa_supplicant的状态变化如下：
   在DriverLoadedState状态的processMessage中调用WifiNative.startSupplicant

3. 生产时自动打开Wifi

在生产时， 默认Wifi是关闭的，如果需要默认打开，可修改wifiservice.java中的如下代码： 

 

[cpp] view plaincopy

1. /** 
2.  * Check if Wi-Fi needs to be enabled and start 
3.  * if needed 
4.  * 
5.  * This function is used only at boot time 
6.  */  
7. public void checkAndStartWifi() {  
8.     mAirplaneModeOn.set(isAirplaneModeOn());  
9.     mPersistWifiState.set(getPersistedWifiState());  
10.     /* Start if Wi-Fi should be enabled or the saved state indicates Wi-Fi was on */  
11.     boolean wifiEnabled = shouldWifiBeEnabled() || testAndClearWifiSavedState();  
12.     Slog.i(TAG, "WifiService starting up with Wi-Fi " +  
13.             (wifiEnabled ? "enabled" : "disabled"));  
14.     setWifiEnabled(wifiEnabled); //强制设置为true  
15.   
16.     mWifiWatchdogStateMachine = WifiWatchdogStateMachine.  
17.            makeWifiWatchdogStateMachine(mContext);  

4. 流程分析

Wifi模块的初始化:

在 SystemServer 启动的时候，会生成一个ConnectivityService 的实例, ConnectivityService 的构造函数会创建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。

 

Wifi模块的启动:

WirelessSettings 在初始化的时候配置了由WifiEnabler 来处理Wifi 按钮，

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。

 

查找热点（AP）:

（Wifi开启）中讲到Wifi模块开启后会对外发送WIFI_STATE_CHANGED_ACTION。WifiLayer中注册了Action的Receiver。当WifiLayer收到此Action后开始scan的流程，具体如下

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：

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：

 

Wifi连接:

 

 

IP地址的配置:

5.  使用wpa_cli命令行配置Wi-Fi无线网卡

wpa_cli是命令行界面下的无线网连接工具。
通过wpa_cli管理备选的网络列表。在备选网络中启用的网络，树莓派会自动试图连接。

wpa_cli。常用的指令如下：

status：列出目前的联网状态。
list：列出所有备选网络。目前正连接到的网络会标[CURRENT]，禁用的网络会标[DISABLE]。
add_network：增加一个备选网络，输出新网络的号码（这个号码替代下文的[network_id]）。注意新网络此时是禁用状态。
set_network [network_id] ssid “Your SSID”：设置无线网的名称（SSID）
set_network [network_id] key_mgmt WPA-PSK：设置无线网的加密方式为WPA-PSK/WPA2-PSK
set_network [network_id] psk “Your Password”：设置无线网的PSK密码
enable_network [network_id]：启用网络。启用后如果系统搜索到了这个网络，就会尝试连接。
disable_network [network_id]：禁用网络。
save_config：保存配置。

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> add_network

4 <--- 记住这个号码！

> set_network 4 ssid '"Your SSID"'

OK

> set_network 4 key_mgmt WPA-PSK

OK

> set_network 4 psk "Your Password"

OK

> enable_network 4

OK

> save_config <--------别忘了这个，否则重启之后网络配置可能丢失

OK

参考：

http://blog.csdn.net/hxh19871987/article/details/7320839

http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8129607

http://shumeipai.nxez.com/2013/09/30/use-wpa-cli-command-line-to-configure-wi-fi-wireless-lan.html

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