android中wifi原理及流程分析

wifi相关的文件位置：

WIFI Settings应用程序位于

   packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/

JAVA部分：

    frameworks/base/services/java/com/android/server/

    frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/

JNI部分：

   frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp

wifi管理库。

    hardware/libhardware_legary/wifi/

wifi用户空间的程序和库:

    external/wpa_supplicant/

   生成库libwpaclient.so和守护进程wpa_supplicant。

调用流程：

wifi模块的初始化：

（frameworks/base/services/java/com/android/server/SystemServer.Java）

在 SystemServer 启动的时候,会生成一个ConnectivityService 的实例,

classServerThread extends Thread {

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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);

        }

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

}

其中 ，ConnectivityService.getInstance(context); 对应于（frameworks/base/services/java/com/android/server/ ConnectivityService.Java）ConnectivityService.Java。

下面看下ConnectivityService.Java中的

public static ConnectivityServicegetInstance(Context context) {

   return** ConnectivityThread.getServiceInstance**(context);

}函数， 继续往下看：

       public static ConnectivityService getServiceInstance(Context context) {

           ConnectivityThread thread = **newConnectivityThread**(context);

            thread.start();

           synchronized (thread) {

               while (sServiceInstance == null) {

                    try {

                        // Wait until sServiceInstance has beeninitialized.

                        thread.wait();

                    } catch (InterruptedExceptionignore) {

                        Slog.e(TAG,

                            "UnexpectedInterruptedException while waiting"+

                            " forConnectivityService thread");

                    }

               }

           }

            return sServiceInstance;

        }

    }

继续往下跟：

private static class **ConnectivityThread **extends Thread {

       private Context mContext;

       private ConnectivityThread(Context context) {

           super("ConnectivityThread");

           mContext = context;

        }

       @Override

   **     public void run() {**

           Looper.prepare();

           synchronized (this) {

               sServiceInstance = **newConnectivityService**(mContext);

               notifyAll();

           }

            Looper.loop();

        }

       public static ConnectivityService getServiceInstance(Context context) {

           ConnectivityThread thread = new ConnectivityThread(context);

           thread.start();

           synchronized (thread) {

                while (sServiceInstance == null) {

                    try {

                        // Wait untilsServiceInstance has been initialized.

                        thread.wait();

                    } catch(InterruptedException ignore) {

                        Slog.e(TAG,

                            "UnexpectedInterruptedException while waiting"+

                            " forConnectivityService thread");

                    }

               }

           }

           return sServiceInstance;

        }

    }

继续**newConnectivityService**(mContext)

private ConnectivityService(Context context) {

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

    for(int netType : mPriorityList) {

           switch (mNetAttributes[netType].mRadio) {

           case ConnectivityManager.TYPE_WIFI:

               Slog.v(TAG, "Starting Wifi Service.");

              ** WifiStateTracker wst = newWifiStateTracker(context, mHandler);**

               WifiService wifiService = **newWifiService(context, wst);**

               **ServiceManager.addService(Context.WIFI_SERVICE,wifiService);**

               **wifiService.startWifi();//启动wifiservice**

               mNetTrackers[ConnectivityManager.TYPE_WIFI] = wst;

               **wst.startMonitoring();//启动Monitoring**

               break;   。。。。。

          }//endfor

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

}

到这里模块初始化的工作完成，具体流程图如下：

image.png

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。

也就是说WifiService负责wifi整个流程的控制，而WifiMonitor负责监视底层的事件。

此时WifiService starting up withWi-Fi disabled，

Wifi模块的启动（Enable）：

（packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/ WirelessSettings.java）

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

    protected void onCreate(BundlesavedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);

        mWifiManager = (WifiManager)getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);

        if (getIntent().getBooleanExtra("only_access_points",false)) {

           addPreferencesFromResource(R.xml.wifi_access_points);

        } else {

           addPreferencesFromResource(R.xml.wifi_settings);

            **mWifiEnabler = new WifiEnabler(this,**

**                    (CheckBoxPreference)findPreference("enable_wifi"));**

            mNotifyOpenNetworks =

                    (CheckBoxPreference)findPreference("notify_open_networks");

           mNotifyOpenNetworks.setChecked(Secure.getInt(getContentResolver(),

                    Secure.WIFI_NETWORKS_AVAILABLE_NOTIFICATION_ON,0) == 1);

        }

        mAccessPoints = (ProgressCategory)findPreference("access_points");

       mAccessPoints.setOrderingAsAdded(false);

        mAddNetwork =findPreference("add_network");

        registerForContextMenu(getListView());

    }

然后调用：**（**packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/ **WifiEnabler.java）**

publicclass WifiEnabler implements Preference.OnPreferenceChangeListener {

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

  public boolean onPreferenceChange(Preferencepreference, Object value) {

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

        if (mWifiManager.**setWifiEnabled(enable)**){

            mCheckBox.setEnabled(false);

        } else {

           mCheckBox.setSummary(R.string.wifi_error);

        }

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

        }

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

}

调用：

**（**packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/ **WifiManager.java）**

   public boolean setWifiEnabled(booleanenabled) {

        try {

            returnmService.**setWifiEnabled**(enabled);

        } catch(RemoteException e) {

            returnfalse;

        }

    }

  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。

WifiService（WifiService.java） 收到MESSAGE_ENABLE_WIFI 消息后的操作如下：

AIDL:

Android Interface Definition Language,即Android接口描述语言。Android系统中的进程之间不能共享内存，因此，需要提供一些机制在不同进程之间进行数据通信。

为了使其他的应用程序也可以访问本应用程序提供的服务，Android系统采用了远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）方式来实现。与很多其他的基于RPC的解决方案一样，Android使用一种接口定义语言（InterfaceDefinition Language，IDL）来公开服务的接口。因此，可以将这种可以跨进程访问的服务称为AIDL（Android Interface Definition Language）服务。

接下来继续道wifiService.Java

（frameworks/base/services/java/com/android/server/ **wifiService.Java**）

    public boolean **setWifiEnabled(**boolean enable) {

        enforceChangePermission();

        if (mWifiHandler == null) return false;

        synchronized (mWifiHandler) {

            // caller may not have WAKE_LOCKpermission - it's not required here

            long ident =Binder.clearCallingIdentity();

            sWakeLock.acquire();

           Binder.restoreCallingIdentity(ident);

            mLastEnableUid =Binder.getCallingUid();

            // set a flag if the user isenabling Wifi while in airplane mode

            mAirplaneModeOverwridden = (enable&& isAirplaneModeOn() && isAirplaneToggleable());

            **sendEnableMessage(enable, true,Binder.getCallingUid());**  //  **here send a mesage to himself**

        }

        return true;

    }

继续往下：

    private void **sendEnableMessage**(boolean enable,boolean persist, int uid) {

        Message msg= Message.obtain(mWifiHandler,

                                     (enable ?MESSAGE_ENABLE_WIFI : MESSAGE_DISABLE_WIFI),

                                     (persist ? 1 : 0), uid);

       ** msg.sendToTarget();**

    }

WifiHandler会收到消息：

private class **WifiHandler**extends Handler {

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

public voidhandleMessage(Message msg) {

            switch (msg.what) {

                case MESSAGE_ENABLE_WIFI:

                    **setWifiEnabledBlocking(true, msg.arg1 == 1,msg.arg2);**

                    if (mWifiWatchdogService ==null) {

                        mWifiWatchdogService = newWifiWatchdogService(mContext, mWifiStateTracker);

                    }

                    sWakeLock.release();

                    break;

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

                  }

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

}

privateboolean **setWifiEnabledBlocking**(booleanenable, boolean persist, int uid) {

。。。。。。。。。。。。

**  setWifiEnabledState(enable ?WIFI_STATE_ENABLING : WIFI_STATE_DISABLING, uid);**

** if (enable) {**

            if (!mWifiStateTracker.**loadDriver()**){

                Slog.e(TAG, "Failed toload Wi-Fi driver.");

               setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN, uid);

                return false;

            }

            if (!mWifiStateTracker.**startSupplicant()**){

               mWifiStateTracker.unloadDriver();

                Slog.e(TAG, "Failed tostart supplicant daemon.");

               setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN, uid);

                return false;

            }

            registerForBroadcasts();

            mWifiStateTracker.**startEventLoop()**;

**        } else {**

           mContext.unregisterReceiver(mReceiver);

           // Remove notification (it willno-op if it isn't visible)

            mWifiStateTracker.**setNotificationVisible**(false,0, false, 0);

            booleanfailedToStopSupplicantOrUnloadDriver = false;

            if (!mWifiStateTracker.**stopSupplicant()**){

                Slog.e(TAG, "Failed tostop supplicant daemon.");

                setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN,uid);

               failedToStopSupplicantOrUnloadDriver = true;

            }

            /**

             * Reset connections and disableinterface

             * before we unload the driver

             */

            mWifiStateTracker.**resetConnections(true)**;

            if (!mWifiStateTracker.**unloadDriver()**){

                Slog.e(TAG, "Failed tounload Wi-Fi driver.");

                if(!failedToStopSupplicantOrUnloadDriver) {

                    setWifiEnabledState(WIFI_STATE_UNKNOWN, uid);

                   failedToStopSupplicantOrUnloadDriver = true;

                }

            }

            if(failedToStopSupplicantOrUnloadDriver) {

                return false;

**            }**

        }

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

}

具体流程如下流程图所示：

image.png image.png

扫描查找热点（AP）

上一节中讲到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：

image.png

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：

image.png

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：

image.png

Wifi连接

具体流程参见以下流程图：

image.png

IP地址的配置
流程如图：

image.png

到此结束。