android WIFI 架構和控制流程

本文轉自: http://neilchen0710.pixnet.net/blog/post/84945078-android-wifi-%E6%9E%B6%E6%A7%8B%E5%92%8C%E6%8E%A7%E5%88%B6%E6%B5%81%E7%A8%8B

一、WIFI的基本架構

    1、wifi用戶空間的程式和庫:
         external/wpa_supplicant/
       生成庫libwpaclient.so和守護進程wpa_supplicant。

    2、hardware/libhardware_legary/wifi/是wifi管理庫。

    3、JNI部分：
         frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp

    4、JAVA部分：
         frameworks/base/services/java/com/android/server/
         frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/

    5、WIFI Settings應用程式位於：
       packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi/

   6、WIFI 驅動模組  wlan.ko

        wpa_supplicant通過wireless_ext 介面和驅動通信

   7、WIFI 硬體模組 

二、WIFI在Android中如何工作

   Android使用一個修改版wpa_supplicant作為daemon來控制WIFI，代碼位於

   external/wpa_supplicant。wpa_supplicant是通過socket與
   hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c通信。UI通過android.net.wifi package
   （frameworks/base/wifi/java/android/net/wifi/）發送命令給wifi.c。
   相應的JNI實現位於frameworks/base/core/jni/android_net_wifi_Wifi.cpp。
   更高一級的網路管理位於frameworks/base/core/java/android/net。
  三、配置Android支援WIFI

   在BoardConfig.mk中添加：
      BOARD_HAVE_WIFI := true
      BOARD_WPA_SUPPLICANT_DRIVER := WEXT
 
   這將在external/wpa_supplicant/Android.mk設置WPA_BUILD_SUPPLICANT為true，
   默認使用驅動driver_wext.c。
   如果使用定制的wpa_supplicant驅動(例如 madwifi)，可以設置:
       BOARD_WPA_SUPPLICANT_DRIVER := MADWIFI
  四、使能wpa_supplicant調試信息

   默認wpa_supplicant設置為MSG_INFO，為了輸出更多資訊，可修改：
   1、在common.c中設置wpa_debug_level = MSG_DEBUG;
   2、在common.c中把#define wpa_printf宏中的
      if ((level) >= MSG_INFO)
      改為
      if ((level) >= MSG_DEBUG)

五、配置wpa_supplicant.conf
 
   wpa_supplicant是通過wpa_supplicant.conf中的ctrl_interface=來指定控制socket的，應該在

   AndroidBoard.mk中配置好複製到$(TARGET_OUT_ETC)/wifi（也就是

   /system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf）
   這個位置會在init.rc中再次檢測的。
   一般的wpa_supplicant.conf配置為：
      ctrl_interface=DIR=/data/system/wpa_supplicant GROUP=wifi
      update_config=1
      fast_reauth=1 
   有時，驅動需要增加：
      ap_scan=1

   如果遇到AP連接問題，需要修改ap_scan=0來讓驅動連接，代替wpa_supplicant。
 
   如果要連接到non-WPA or open wireless networks，要增加：
      network={
              key_mgmt=NONE
      }

六、配置路徑和許可權

   Google修改的wpa_supplicant要運行在wifi用戶和組下的。代碼可見wpa_supplicant/os_unix.c

   中的os_program_init()函數。
 
   如果配置不對，會出現下面錯誤：
      E/WifiHW  (  ): Unable to open connection to supplicant on

      "/data/system/wpa_supplicant/wlan0": No such file or directory will appear.

   確認init.rc中有如下配置：
       mkdir /system/etc/wifi 0770 wifi wifi
       chmod 0770 /system/etc/wifi
       chmod 0660 /system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf
       chown wifi wifi /system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf
       # wpa_supplicant socket
       mkdir /data/system/wpa_supplicant 0771 wifi wifi
       chmod 0771 /data/system/wpa_supplicant
       #wpa_supplicant control socket for android wifi.c
       mkdir /data/misc/wifi 0770 wifi wifi
       mkdir /data/misc/wifi/sockets 0770 wifi wifi
       chmod 0770 /data/misc/wifi
       chmod 0660 /data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf

   如果系統的/system目錄為唯讀，那應該使用路徑/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf。
  七、運行wpa_supplicant和dhcpcd
 
   在init.rc中確保有如下語句：
      service wpa_supplicant /system/bin/logwrapper /system/bin/wpa_supplicant -dd

                   -Dwext -iwlan0 -c /data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf
         user root
         group wifi inet
      socket wpa_wlan0 dgram 660 wifi wifi
         oneshot

      service dhcpcd /system/bin/logwrapper /system/bin/dhcpcd -d -B wlan0
         disabled
         oneshot

   根據所用的WIFI驅動名字，修改wlan0為自己驅動的名字。
   七、編譯WIFI驅動為module或kernel built in

   1、編譯為module
      在BoardConfig.mk中添加：
         WIFI_DRIVER_MODULE_PATH := "/system/lib/modules/ar6000.ko"
         WIFI_DRIVER_MODULE_ARG := ""  #for example nohwcrypt
         WIFI_DRIVER_MODULE_NAME := "ar6000"  #for example wlan0
         WIFI_FIRMWARE_LOADER := ""        
 
   2、編譯為kernel built in 
     1）在hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c要修改interface名字，
     2）在init.rc中添加：
        setprop wifi.interface "wlan0"
     3）在hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c中當insmod/rmmod時，
        直接return 0。
 八、WIFI需要的firmware

   Android不使用標準的hotplug binary，WIFI需要的firmware要複製到/etc/firmware。
 
   或者複製到WIFI驅動指定的位置，然後WIFI驅動會自動載入。

九、修改WIFI驅動適合Android

   Google修改的wpa_supplicant要求SIOCSIWPRIV ioctl發送命令到驅動，及接收資訊，例如signal

   strength, mac address of the AP, link speed等。所以要正確實現WIFI驅動，需要從

   SIOCSIWPRIV ioctl返回RSSI (signal strength)和MACADDR資訊。

   如果沒實現這個ioctl，會出現如下錯誤：
     E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed

                               wpa_driver_priv_driver_cmd RSSI len = 4096
     E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed
     D/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd LINKSPEED len = 4096
     E/wpa_supplicant(  ): wpa_driver_priv_driver_cmd failed
     I/wpa_supplicant(  ): CTRL-EVENT-DRIVER-STATE HANGED
   十、設置dhcpcd.conf
 
   一般/system/etc/dhcpcd/dhcpcd.conf的配置為：
      interface wlan0
      option subnet_mask, routers, domain_name_server