android4.1 Wifi 浅析
2013-07-28 22:59 ...平..淡... 阅读(2458) 评论(0) 编辑 收藏 举报简单分析下wifi相关类，首先了解几个主要概念
AsyncChannel
简单理解：
AsyncChannel，就是借助Messenger 机制,让两个不同的handler之间进行通信。
AsyncChannel类有两个Messenger对象：mSrcMessenger，mDstMessenger。
mSrcMessenger，一般用于封装源端handler对象
mDstMessenger，一般用于封装目的端handler对象
而后，调用AsyncChannel的sendMessage方法时，执行两个操作：
1. msg.replyTo = mSrcMessenger; //重设消息的replyTo值
2. mDstMessenger.send(msg); //该方法就会将消息发送给目的端的handler去处理
由于重设了消息的replyTo值，之后在目的端发出的消息，将返回给源端handler处理。
参考：Android源码阅读笔记：AsyncChannel与层次状态机StateMachine
wifi 相关文件
framework
WifiManager
管理所有wifi操作，提供API调用，主要用于上层应用调用
WifiService
处理Wifi操作请求。一般都是在WifiManager中被调用
WifiStateMachine
处理wifi各个阶段状态所要处理的消息
WifiMonitor
监听所有来自wpa_supplicant的事件，并传递给WifiStateMachine处理
WifiNative
native方法，发送消息给wpa_supplicant
jni层
android_net_wifi_Wifi.cpp
wpa_supplicant适配器层
wifi.c
wpa_supplicant层
wpa_supplicant.c
接下来分析wifi启动、扫描、连接ap的流程。
一、 Wifi相关类创建
1.SystemServer::ServerThread::run---->new WifiService(...)； 2.WifiService(...)---->new WifiStateMachine(...)； 3.WifiStateMachine(...) ---->new WifiNative(...) ---->new WifiMonitor(...) ---->AsyncChannel::connectSync(...) ps: AsyncChannel::connectSync将WifiStateMachine和wifiApConfigStore通过AsyncChannel关联起来。 4. SystemServer::ServerThread::run ServiceManager.addService(...);
over~~
-----------------------------------------------------------------
二、 wifi功能启动
先贴出整体流程时序图
1. 检查系统属性中的wifi状态信息
SystemServer::ServerThread::run
--->WifiService::checkAndStartWifi (该方法只在开机时调用，用来检查wifi是否需要开启)
分析WifiService::checkAndStartWifi方法：
public void checkAndStartWifi() { mAirplaneModeOn.set(isAirplaneModeOn()); mPersistWifiState.set(getPersistedWifiState()); /* Start if Wi-Fi should be enabled or the saved state indicates Wi-Fi was on */ boolean wifiEnabled = shouldWifiBeEnabled() || testAndClearWifiSavedState(); Slog.i(TAG, "WifiService starting up with Wi-Fi " + (wifiEnabled ? "enabled" : "disabled")); // If we are already disabled (could be due to airplane mode), avoid changing persist // state here if (wifiEnabled) setWifiEnabled(wifiEnabled); mWifiWatchdogStateMachine = WifiWatchdogStateMachine. makeWifiWatchdogStateMachine(mContext); //以后分析 }
(1)isAirplaneModeOn()/getPersistedWifiState()：都是获取系统属性进行判断。
(2)shouldWifiBeEnabled()：判断mAirplaneModeOn/mPersistWifiState中的值，其实就是上述两个方法获得的值。
(3)testAndClearWifiSavedState()：获取系统属性中保存的wifi状态的值，返回，之后清空状态，置为0。
另注意：以下分析都是基于条件：开机启动时，wifi状态为on。
因此，接着会调用setWifiEnabled(true)方法，下面分析。
到此，检查wifi系统属性状态的操作结束，over~~
2.setWifiEnabled(true)执行流程
2.1
该方法中主要执行以下语句：
if (FeatureQuery.FEATURE_CT_FMC_SUPPORT && WifiManager.fmcV2Support()) { mWifiStateMachine.fmcV2SetWifiEnabled(enable); } else { mWifiStateMachine.setWifiEnabled(enable); }
分析:
FeatureQuery.FEATURE_CT_FMC_SUPPORT/WifiManager.fmcV2Support()
(1)FeatureQuery.FEATURE_CT_FMC_SUPPORT
这个属性值在build/buildplus/target/FeatureQuery.java里可以找到。
(2)WifiManager::fmcV2Support方法如下：
public static boolean fmcV2Support() { return (SystemProperties.getInt("ro.config.cwenable", 0) == 1) && (SystemProperties.getInt("ro.config.fmcv2support", 0) == 1); }
就是获取两个系统属性，判断是否支持FMC功能，有两种方式可以查看
(a)在out/target/product/msm8625/system/build.prop中可以找到
(b)命令提示符下，adb shell，然后使用命令：getprop XX ，就可以获得属性值。XX表示系统属性名。
总结：这两个条件的作用就是判断是否支持FMC功能(固定网络与移动网络融合)。
2.2
执行mWifiStateMachine.fmcV2SetWifiEnabled方法：
public void fmcV2SetWifiEnabled(boolean enable) { if (!enable) { ...... } else { setWifiEnabled(enable); } }
接着调用WifiStateMachine::setWifiEnabled(enable)方法: 发送两个消息。
public void setWifiEnabled(boolean enable) { mLastEnableUid.set(Binder.getCallingUid()); if (enable) { /* Argument is the state that is entered prior to load */ sendMessage(obtainMessage(CMD_LOAD_DRIVER, WIFI_STATE_ENABLING, 0)); sendMessage(CMD_START_SUPPLICANT); } else { ...... } }
接收CMD_LOAD_DRIVER消息的是DriverUnloadedState状态。
2.4 DriverUnloadedState状态处理
public boolean processMessage(Message message) { if (DBG) log(getName() + message.toString() + "\n"); switch (message.what) { case CMD_LOAD_DRIVER: transitionTo(mDriverLoadingState); break; ...... }
在这里CMD_LOAD_DRIVER消息被处理，切换到DriverLoadingState状态。
2.5 DriverLoadingState 处理状态
public void enter() { ...... final Message message = new Message(); message.copyFrom(getCurrentMessage()); new Thread(new Runnable() { public void run() { mWakeLock.acquire(); //enabling state switch(message.arg1) { case WIFI_STATE_ENABLING: setWifiState(WIFI_STATE_ENABLING); break; case WIFI_AP_STATE_ENABLING: setWifiApState(WIFI_AP_STATE_ENABLING); break; } if(mWifiNative.loadDriver()) { if (DBG) log("Driver load successful"); sendMessage(CMD_LOAD_DRIVER_SUCCESS); } ..... }
(1)在enter方法中通过message.copyFrom(getCurrentMessage())，重新获得了(CMD_LOAD_DRIVER, WIFI_STATE_ENABLING, 0)消息，然后开启一个线程来处理。
(2)线程中首先判断消息参数arg1，进入”case WIFI_STATE_ENABLING”，调用setWifiState方法。该方法主要是用来设置电池使用统计中的wifi信息。然后会发出一个WIFI_STATE_CHANGED_ACTION广播。
(3)调用 WifiNative.loadDriver()方法加载wifi相关驱动，成功后发送CMD_LOAD_DRIVER_SUCCESS消息。该消息会在当前DriverLoadingState状态的processMessage方法中被处理。
(4)处理CMD_LOAD_DRIVER_SUCCESS消息
case CMD_LOAD_DRIVER_SUCCESS: transitionTo(mDriverLoadedState); break; .....
状态切换到DriverLoadedState。
2.6 DriverLoadedState状态处理
处理WifiStateMachine::setWifiEnabled方法发出的CMD_START_SUPPLICANT消息(在此之前，该消息一直未被处理)。
case CMD_START_SUPPLICANT: ...... if(mWifiNative.startSupplicant(mP2pSupported)) { if (DBG) log("Supplicant start successful"); mWifiMonitor.startMonitoring(); transitionTo(mSupplicantStartingState); } ...... }
(1)启动wpa_supplicant:
调用startSupplicant方法启动。
(2)启动WifiMonitor监听
startMonitoring --->new MonitorThread().start() --->MonitorThread::run --->WifiMonitor::connectToSupplicant() --->WifiNative::connectToSupplicant() [最多尝试5次] ---> mStateMachine.sendMessage(SUP_CONNECTION_EVENT)
最后成功连接上wpa_supplicant后，发出SUP_CONNECTION_EVENT消息。
(3)切换到SupplicantStartingState状态
处理SUP_CONNECTION_EVENT消息：
case WifiMonitor.SUP_CONNECTION_EVENT: if (DBG) log("Supplicant connection established"); setWifiState(WIFI_STATE_ENABLED); ...... sendSupplicantConnectionChangedBroadcast(true); transitionTo(mDriverStartedState); break; ......
设置电池统计为enabled，发出WIFI_STATE_CHANGED_ACTION广播。这个广播会被wifi应用和状态栏接收处理；sendSupplicantConnectionChangedBroadcast方法发出广播，只在测试代码中被处理；最后切换到DriverStartedState状态。
到此为止，开机启动wifi的工作就完成了，over~~
-----------------------------------------------------------------
三、打开wifi，自动扫描AP
1. WifiSettings类构造函数：
(1)定义了一个广播；
(2)创建了一个Scanner对象(Scanner类是一个Handler子类，用来启动扫描功能)
2. WifiSettings::onActivityCreated
---->new WifiEnabler(...) ---->WifiEnabler::resume() ---->resume方法中，为Switch开关设置了checkedChange的监听方法。
3. 初始化相关类对象的工作已完成，现在打开wifi。
首先点击Switch开关，将触发onCheckedChanged方法。在这里，会先对飞行模式、wifi的状态进行判断。
---->WifiManger::setWifiEnabled ---->WifiService::setWifiEnabled ---->WifiStateMachine::setWifiEnabled ---->接下来的操作同” 开机wifi功能启动”。直到开机wifi功能启动完毕。
此时，WifiStateMachine::SupplicantStartingState::processMessage:
---->case WifiMonitor.SUP_CONNECTION_EVENT: setWifiState(WIFI_STATE_ENABLED); //wifi状态为enabled ......
该方法会发送一个WIFI_STATE_CHANGED_ACTION的粘性广播。这个广播会被WifiSettings类接收到。
4. WifiSettings处理WIFI_STATE_CHANGED_ACTION广播
BroadcastReceiver::onReceive ---->handleEvent ---->updateWifiState //在该方法中，接着会调用Scanner::resume方法。 ---->Scanner::resume ---->Scanner::sendEmptyMessage(0) ---->Scanner::handleMessage 调用WifiManager::startScanActive方法进行扫描 ---->WifiManager::startScanActive ---->WifiService::startScan ---->WifiStateMachine::startScan //发出CMD_START_SCAN消息 该消息会被DriverstartedState状态处理。 ---->WifiNative::scan
接着就调用到native层去了...这里就不分析下去了，等后面整体分析...
分析完毕,over~~
-----------------------------------------------------------------
四、打开wifi，连接AP
分成两个部分分析：
1.wifi ap 提示框的创建
2.输入密码，连接ap
1. wifi ap 提示框的创建
初始条件：这里分析安全性为加密的ap。
1.1 点击某个ap，调用流程：
---->WifiSettings::onPreferenceTreeClick ---->WifiSettings::showDialog(选择的AP, false) 接着调用父类的showDialog方法 ---->SettingsPreferenceFragment::showDialog(WIFI_DIALOG_ID)
在SettingsPreferenceFragment类中，会创建一个SettingsDialogFragment对象，代码如下：
protected void showDialog(int dialogId) { if (mDialogFragment != null) { Log.e(TAG, "Old dialog fragment not null!"); } //创建一个SettingsDialogFragment对象 mDialogFragment = new SettingsDialogFragment(this, dialogId); //(1) mDialogFragment.show(getActivity().getFragmentManager(), Integer.toString(dialogId)); //(2) }
(1) SettingsDialogFragment类继承自DialogFragment类，会在onCreate后调用onCreateDialog方法。
---->SettingsDialogFragment(DialogCreatable fragment, int dialogId) ---->SettingsDialogFragment::onCreateDialog()
因为初始情况下，savedInstanceState为null，所以该方法直接回调构造函数中传入的fragment参数的onCreateDialog方法，即WifiSettings::onCreateDialog。
---->WifiSettings::onCreateDialog
回到WifiSettings类：
在WifiSettings::onCreateDialog方法中，会创建一个WifiDialog类对象。
跳转到WifiDialog类：
执行WifiDialog类的onCreate方法，会发现它创建了一个WifiConfigController类对象。
再看WifiConfigController类：
该类的构造函数主要是初始化了ap提示框的界面，当然还包括”添加网络”的界面。
这样，界面就创建了，需要显示出来，这就是下一步的作用了。
(2)调用了DialogFragment::show方法，将提示框显示出来。
至此，提示框分析完毕。
2. 输入密码，连接ap
(1)点击ap提示框的“连接”按钮，会调用WifiSettings::onClick方法：
public void onClick(DialogInterface dialogInterface, int button) { if (button == WifiDialog.BUTTON_FORGET && mSelectedAccessPoint != null) { forget(); } else if (button == WifiDialog.BUTTON_SUBMIT) { if (FeatureQuery.FEATURE_CT_FMC_SUPPORT) { shouldShowErrorMsg = true; } submit(mDialog.getController()); } }
(2) 接着便调用submit方法，参数为WifiConfigController类对象。
(3) submit方法中会调用WifiManager::connect方法进行连接。
over~~
-----------------------------------------------------------------
分析framework-->native-->wpa_supplicant几个方法的调用流程
mWifiNative.isDriverLoaded() ---> android_net_wifi_Wifi.cpp::android_net_wifi_isDriverLoaded ---> wifi.c:: is_wifi_driver_loaded() --->查看系统属性wlan.driver.status(ok为已加载驱动，unloaded为未加载)
mWifiNative.loadDriver() ---> android_net_wifi_Wifi.cpp::android_net_wifi_loadDriver ---> wifi.c:: wifi_load_driver() ---> ensure_wlan_driver_config_file_exists //首先判断wifi的驱动配置文件是否加载 --->property_set //设置属性 --->insmod //install modules 载入驱动模块等
mWifiNative.startSupplicant(mP2pSupported) 参数为mP2pSupported，即是否支持p2p ---> android_net_wifi_Wifi.cpp::android_net_wifi_startSupplicant ---> wifi.c::wifi_start_supplicant(p2pSupported) ---> ensure_config_file_exists //首先判断wifi的配置文件是否加载 "/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf"; "/data/misc/wifi/p2p_supplicant.conf"; --->property_set("ctl.start", supplicant_name); // 这里supplicant_name为p2p_supplicant，所以就会启动init.rc中名为p2p_supplicant的服务了
ps:
property_set("ctl.start",xxx)
property_set("ctl.stop",xxx)
来使得android property service 去开启或结束 xxx service.
因为init.qcom.rc中service p2p_supplicant中已经包含了wpa_supplicant启动所需的语句及参数，所以后面会开始执行wpa_supplicant/main.c::main方法来初始化wpa_supplicant了。
wpa_supplicant初始化 见wpa_supplicant初始化
WifiMonitor::connectToSupplicant ---> mWifiNative.connectToSupplicant() ---> mWifiNative.connectToSupplicant(mInterface) //mInterface是创建WifiNative对象的时候传递进来的参数 ---> android_net_wifi_Wifi::android_net_wifi_connectToSupplicant ---> wifi.c:: wifi_connect_to_supplicant(ifname.c_str()) ---> 首先判断文件IFACE_DIR = "/data/system/wpa_supplicant";是否存在， 存在：ifname="/data/system/wpa_supplicant/wlan0"; 不存在：ifname=wlan0 ---> wifi_connect_on_socket_path /* 首先，判断系统属性： * wlan.driver.status 是否为ok * init.svc.p2p_supplicant 是否为running * 然后，创建两个socket(通过wpa_ctrl_open方法) * ctrl_conn：用于向wpa_supplicant发送命令并接收response * monitor_conn：它一直阻塞等待从wpa_supplicant过来的event * 最后调用wpa_ctrl_attach将monitor_conn信息注册到wpa_supplicant */
wpa_ctrl_attach作用：由于socket是数据报方式的，这一步是必须的，对于存在于wpa_supplicant的服务器端，它是所有客户端共享的，由于它需要主动向monitor_conn客户端发送事件，所以它必须先记录下该客户端的详细信息，wpa_supplicant就可以将event发向该socket。
这样，就通过socket，建立起native-->wpa_supplicant的连接了。
mWifiNative.waitForEvent() 该函数是有返回值的，返回值即为wpa_supplicant传递过来的消息。 java层会通过jni方式调用android_net_wifi_waitForEvent（在线程MonitorThread中调用）方法，该方法会调用wifi_wait_for_event。在wifi_wait_for_event方法里，会阻塞接收从wpa_supplicant模块传来的事件，一旦wpa_supplicant模块发出事件，wifi_wait_for_event接收到后，会将包含事件的buf通过函数参数的方式回传到java层，java收到事件后，再继续调用wifi_wait_for_event函数进行阻塞等待接收，从而完成一个循环。 ---> mWifiNative::waitForEvent(mInterface) ---> android_net_wifi_Wifi.cpp::android_net_wifi_waitForEvent ---> wifi.c::wifi_wait_for_event(ifname.c_str(), buf, sizeof buf) ---> wifi_wait_on_socket ---> wifi_ctrl_recv ---> wpa_ctrl_recv ---> recv ps:从wpa_supplicant传递过来的值由recv函数接收，一直向上传递到buf参数中，最终返回return env->NewStringUTF(buf)给WifiMonitor。
