2022年android平台的WIFI模块 .pdf

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1、WIFI 模块申屠家振修改1.2011 年 1 月 19 日2.2011 年 1 月 27 日对 android 平台的 WIFI 模块进行已经有段时间了，现在做一总结，以便以后查阅与修正。心得之作，如有异议，请斧正。什么是 WIFI WIFI是一种无线连接技术，可用于PC，PDA ，手机等终端。WIFI的目的是改善基于IEEE802.11 标准的无线网络产品之间的互通性，也就是说WIFI 是基于 802.11 标准的，但WIFI 不等同无线网络。android 平台下的WIFI 模块简单介绍一下，WIFI 模块的基本功能：开关 WIFI 除了在WIFI 设置界面可以开关WIFI ，还有其他的

2、入口可以开关，要查看这些开关状态是否一致。还有就是飞行模式对WIFI 开关的影响，由于WIFI 开和关都有一个时间过程，而飞行模式的开关瞬间完成，所以有时会出现冲突。开关新可用网络提醒新可用网络的定义是自WIFI 模块开启后，从未发现过的，为加密的网络。只有满足了新可用网络的定义，才会有提醒。连接断开网络名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 连接断开各种不同加密类型的网络（具体类型下文有详解）手动添加网络需要路由器关

3、闭SIID 广播。 可手动输入SIID ，网络加密类型， 密码。 对于 OPAL 手机来说，路由器隐藏了SSID，手动添加的网络是无法连接的。搜索网络手动点击搜索按钮可以搜索网络，也可以等待WIFI 模块自动搜索网络。休眠设置由于 WIFI 模块是用电大户，所有为了省电，android 的 WIFI 加了一个休眠策略，可以设置永远不断开， 充电时不断开和锁屏时断开。要测试休眠设置是否有效，可以在路由器上PING手机的 IP，PING 通就是连接状态。OPAL 手机的休眠策略属于完全失效，现在的情况是无论选哪个都会一直保持连接，锁屏后15 分钟再休眠。设置静态IP Android 系统里对IP

4、设置的输入限制很有问题，我一直认为这是弱智的限制。正常IP 的范围在0-255 之间， android 对IP 输入的限制是整数0 到整数255 之间，也就是说0000.000200.001.001 这样一个IP 都能合法输入。对 WIFI 模块深入了解一点点WIFI 的基本运行流程【初始化】1 在 SystemServer启动的时候 ,会生成一个ConnectivityService 的实例2 ConnectivityService 的构造函数会创建WifiService 3 WifiStateTracker 会创建 WifiMonitor接收来自底层的事件,WifiService 和 Wi

5、fiMonitor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。【连接 AP】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 1 WirelessSettings 在初始化的时候配置了由WifiEnabler 来处理 Wifi 按钮2

6、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

7、为/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf)再通过 WifiStateTracker 来启动 WifiMonitor中的监视线程3 当使能成功后,会广播发送WIFI_STATE_CHANGED_ACTION这个 Intent 通知外界WIFI已 经成功使 能了。WifiEnabler创 建的时 候就会向 Android注 册接收WIFI_STATE_CHANGED_ACTION,因此它会收到该Intent,从而开始扫描【查找 AP】1 扫描的入口函数是WifiService 的 startScan,它其实也就是往wpa_supplicant 发送 SCAN 命令。

8、2 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 会被执行来出来这个事件。3 WifiStateTracker 则接着广播发送SCAN_RESULTS_A VAILABLE_ACTION这个 Intent。4 WifiLayer注册了接收SCAN_RESULTS_A VAILABLE_ACTION这个 Intent,所以它的相关处理函数 handleScanResultsAvailable 会被调用 ,在该函数中 ,先会去拿到

9、SCAN 的结果 (最终是往 wpa_supplicant 发送 SCAN_RESULT 命令并读取返回值来实现的),List list = mWifiManager.getScanResults(); 对每一个扫描返回的AP,WifiLayer会调用WifiSettings的onAccessPointSetChanged 函数 ,从而最终把该AP 加到 GUI 显示列表中。【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。showAccessPointDialog(state, AccessPointDialog.MODE_IN

10、FO); 【连接】当用户在 AcessPointDialog 中选择好加密方式和输入密钥之后,再点击连接按钮,Android 就会去连接这个AP。1 WifiLayer会先检测这个AP 是不是之前被配置过,这个是通过向wpa_supplicant 发送名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - LIST_NETWORK命令并且比较返回值来实现的, /Need WifiConfiguration for the AP Wif

11、iConfiguration config = findConfiguredNetwork(state); 如果 wpa_supplicant 没有这个AP 的配置信息 ,则会向 wpa_supplicant 发送 ADD_NETWORK命令来添加该AP 2 ADD_NETWORK命 令 会 返 回 一 个 ID,WifiLayer再 用 这 个 返 回 的 ID 作 为参数向 wpa_supplicant 发送 ENABLE_NETWORK命令 ,从而让 wpa_supplicant 去连接该 AP。【配置 IP 地址】1 当 wpa_supplicant 成功连接上AP 之后 ,它会向控制

12、通道发送事件通知连接上AP 了,从而wifi_wait_for_event函数会接收到该事件,由此 WifiMonitor中的 MonitorThread 会被执行来出来这个事件2 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3 然后再广播发送NETWORK_STATE_CHANGED_ACTION这个 Intent 4 WifiLayer 注册了接收NETWORK_STA TE_CHANGED_ACTION这个

13、 Intent,所以它的相关处理函数handleNetworkStateChanged会被调用,当DHCP拿到IP 地址之后,会再发送EVENT_DHCP_SUCCEEDED消息5 WifiLayer 处 理 EVENT_DHCP_SUCCEEDED消 息,会 再 次 广 播 发 送至此为止 ,整个连接过程完成2. wpa_supplicant Android 平台使用的WiFi 控制框架是基于大名鼎鼎的wpa_supplicant， 它是一个安全中间件，为各种无线网卡提供统一的安全机制，如下图所示：对应上述结构，基于Android 的手机中的WiFi 控制分为三大组件：1）客户端程序，包括w

14、pa_cli 命令行或java 图形界面程序，通过unix 本地 socket 与wpa_supplicant daemon 服务通信，发送命令并接收结果；2）wpa_supplicant daemon 服务，对应上述中间部分，功能是“上传下达”。所有客户端通过它控制硬件网卡，通过发送字符串命令控制是否扫描AP，提取扫描结果和是否关联AP 等名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 操作， 同时将驱动的执行状态发送给用户

15、。该服务是设计支持多种无线网卡芯片，因此各个厂商共同提供了一个通用接口给wpa_supplicant 调用；3）网卡驱动；在手机内存的 /etc/wpa_supplicant.conf 中我们可以直接看到WIFI 支持的网络类型， 每种类型都有例子，比如：#Both WPA-PSK and WPA-EAP is accepted. Only CCMP is accepted as pairwise and # group cipher. #network= # ssid=example # bssid=00:11:22:33:44:55 # proto=WPA RSN # key_mgmt=W

16、PA-PSK WPA-EAP # pairwise=CCMP # group=CCMP # psk=06b4be19da289f475aa46a33cb793029d4ab3db7a23ee92382eb0106c72ac7bb # 不同类型的网络，不同的参数等等，应有尽有。对 WIFI 模块的 LOG 了解多一点点我们在上面已经知道WIFI 的启动过程，在功能运行中也会输出相应的日志信息，下面就来详细了解一下。 （请注意， WIFI 开启后会更改电池状态等其他状态。关闭WIFI 时， android的策略是卸载驱动来省电。如有缺失就是问题。不过下文删去了与WIFI 无关的 LOG ！ ）1.

17、开启 WIFI& 自动搜索E/WifiHW ( 1201): =JOHN DEBUG=: WIFI Load Driver 加载驱动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - D/SettingsWifiEnabler( 1321): Received wifi state changed from Disabled to Enabling 接收到广播： WIFI 正在开启D/WifiService( 1201): ACT

18、ION_BATTERY_CHANGED pluggedType: 2 电池状态改变E/WifiHW(1201):=JOHNDEBUG=:moduleaddress:4b938008 filename:/system/lib/modules/dhd.ko args:firmware_path=/system/wlan/broadcom/rtecdc.bin nvram_path=/system/wlan/broadcom/nvram.txt WIFI 硬件：加载内核模块I/wpa_supplicant( 2490): CTRL-EVENT-STATE-CHANGE id=-1 state=2 w

19、pa_supplicant 发出事件通知V/WifiMonitor( 1201): Event CTRL-EVENT-STATE-CHANGE id=-1 state=2 WifiMonitor从 wpa_supplicant 接收事件通知I/wpa_supplicant( 2490): CTRL-EVENT-SCAN-RESULTS Ready wpa_supplicant 发出事件通知：准备好开始搜索网络了E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd SCAN-ACTIVE len = 4096 wpa_supplicant 发出事

20、件通知：驱动命令行.主动搜索 .LEN E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd SCAN-ACTIVE len = 0, 11 wpa_supplicant 发出事件通知：驱动命令行.主动搜索 .LEN E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd SCAN-PASSIVE len = 4096 wpa_supplicant 发出事件通知：驱动命令行.被动搜索 .LEN E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd

21、SCAN-PASSIVE len = 0, 12 wpa_supplicant 发出事件通知：驱动命令行.被动搜索 .LEN=0.12 D/SettingsWifiEnabler( 1321): Received wifi state changed from Enabling to Enabled 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 接收到广播： WIFI 已经开启E/wpa_supplicant( 2490):

22、 wpa_driver_priv_driver_cmd RSSI len = 4096 wpa_supplicant 发出事件通知：E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd RSSI len = 4, 4 wpa_supplicant 发出事件通知：E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd LINKSPEED len = 4096 wpa_supplicant 发出事件通知：E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_c

23、md LinkSpeed 54 len = 12, 12 wpa_supplicant 发出事件通知：E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd MACADDR len = 4096 wpa_supplicant 发出事件通知：驱动命令行.MAC 地址 .LEN E/wpa_supplicant( 2490): wpa_driver_priv_driver_cmd Macaddr = 44:A4:2D:27:25:BE wpa_supplicant 发出事件通知：驱动命令行.MAC 地址E/wpa_supplicant( 2490):

24、 len = 28, 28 wpa_supplicant 发出事件通知：V/WifiStateTracker( 1201): Connection to supplicant established, state=SCANNING WIFI 状态跟踪：连接请求确认，状态=搜索D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =IDLE and new state=SCANNING 网络状态跟踪：更新显示为搜索状态V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant state: SCANNING =

25、INACTIVE WIFI 状态跟踪：更改请求状态：搜索中-不活动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2.点击连接 &获取状态E/WifiHW ( 1201): =JOHN DEBUG=: WIFI Load Driver WIFI 硬件：加载驱动D/SettingsWifiEnabler( 1321): Received wifi state changed from Disabled to Enabling 收

26、到广播， WIFI 状态正在开启E/WifiHW(1201):=JOHNDEBUG=:moduleaddress:4b938008 filename:/system/lib/modules/dhd.ko args:firmware_path=/system/wlan/broadcom/rtecdc.bin nvram_path=/system/wlan/broadcom/nvram.txt WIFI 硬件：加载内核模块E/WifiHW ( 1201): =JOHN DEBUG=: return of insmod : ret = 0, Unknown error: 0 WIFI 硬件：返回装载

27、模块报告：返回指令0，未知错误0 ,I/wpa_supplicant( 2490): Trying to associate with 1c:bd:b9:f6:a7:9f (SSID=LosAngeles freq=2412 MHz) wpa_supplicant 发出事件通知:尝试连接，（SSID=LosAngeles 频段 =2412 MHz ）V/WifiMonitor( 1201):EventTrying to associate with 1c:bd:b9:f6:a7:9f (SSID=LosAngeles freq=2412 MHz) WifiMonitor接收 wpa_suppl

28、icant 的事件V/WifiMonitor( 1201): Event CTRL-EVENT-STATE-CHANGE id=-1 state=3 WifiMonitor接收事件V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant state: SCANNING = ASSOCIATING WIFI 状态跟踪：更改请求状态：搜索中-匹配中D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =SCANNING and new state=CONNECTING 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

29、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 网络状态跟踪：更新显示为正在连接状态D/ConnectivityService( 1201): ConnectivityChange for WIFI: CONNECTING/CONNECTING 连接管理服务：改变WIFI 连接状态：正在连接/正在连接V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant state: ASSOCIATING = ASSOCIATED WIFI 状态

30、跟踪：更改请求状态：匹配中-已匹配D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =CONNECTING and new state=CONNECTING 网络状态跟踪：更新显示为正在连接状态I/wpa_supplicant( 2490): Associated with 1c:bd:b9:f6:a7:9f wpa_supplicant 发出事件通知：已和1c:bd:b9:f6:a7:9f 匹配V/WifiMonitor( 1201): Event Associated with 1c:bd:b9:f6:a7:9f WifiMonitor

31、接收 wpa_supplicant 的事件V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant state: ASSOCIATED = FOUR_WAY_HANDSHAKE WIFI 状态跟踪：更改请求状态：已匹配-TCP 中断连接D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =CONNECTING and new state=AUTHENTICA TING 网络状态跟踪：更新显示为鉴定中D/ConnectivityService( 1201): Dropping ConnectivityChan

32、ge for WIFI: CONNECTING/AUTHENTICATING 连接管理服务：抛出WIFI 连接状态改变：已连接/鉴定中V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant state: FOUR_W AY_HANDSHAKE = GROUP_HANDSHAKE WIFI 状态跟踪：更改请求状态：TCP 中断连接 -确认标志位D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =AUTHENTICATING and new 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

33、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - state=AUTHENTICA TING 网络状态跟踪：更新显示为鉴定中I/wpa_supplicant( 2490): WPA: Key negotiation completed with 1c:bd:b9:f6:a7:9f PTK=CCMP GTK=TKIP wpa_supplicant 发出事件通知：WPA:与 1c:bd:b9:f6:a7:9f 确定标志位I/wpa_supplicant( 2490): CTRL-EVENT-STA

34、TE-CHANGE id=0 state=7 wpa_supplicant 发出事件通知：I/wpa_supplicant( 2490): CTRL-EVENT-CONNECTED - Connection to 1c:bd:b9:f6:a7:9f completed (auth) id=0 id_str= wpa_supplicant 发出事件通知：连接完成V/WifiMonitor( 1201): Event WPA: Key negotiation completed with 1c:bd:b9:f6:a7:9f PTK=CCMP GTK=TKIP WifiMonitor接收 wpa_s

35、upplicant 事件V/WifiMonitor( 1201): Event CTRL-EVENT-STATE-CHANGE id=0 state=7 WifiMonitor接收 wpa_supplicant 事件V/WifiMonitor( 1201): Event CTRL-EVENT-CONNECTED - Connection to 1c:bd:b9:f6:a7:9f completed (auth) id=0 id_str= WifiMonitor接收 wpa_supplicant 事件V/WifiStateTracker( 1201): Changing supplicant s

36、tate: GROUP_HANDSHAKE = COMPLETED WIFI 状态跟踪：更改请求状态：确认标志位-完成V/WifiStateTracker( 1201): New network state is CONNECTED WIFI 状态跟踪：新网络状态为已连接D/NetworkStateTracker( 1201): setDetailed state, ld =AUTHENTICATING and new state=OBTAINING_IPADDR 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - 网络状态跟踪：更新显示为获取IP 地址D/ConnectivityService( 1201): Dropping ConnectivityChange for WIFI: CONNECTING/OBTAINING_IPADDR 连接管理服务：抛出WIFI 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -