Android WIFI 模块分析

一：Wifi介绍

概述

WIFI就是一种无线联网的技术，以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为“热点”。

运作原理

Wi-Fi 的设置至少需要一个Access Point（ap）和一个或一个以上的client（hi）。AP每100ms将SSID（Service Set Identifier）经由beacons（信号台）封包广播一次，beacons封包的传输速率是1 Mbit/s，并且长度相当的短，所以这个广播动作对网络效能的影响不大。因为Wi-Fi规定的最低传输速率是1 Mbit/s ，所以确保所有的Wi-Fi client端都能收到这个SSID广播封包，client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连线。使用者可以设定要连线到哪一个SSID。Wi-Fi系统总是对用户端开放其连接标准，并支援漫游，这就是Wi-Fi的好处。但亦意味着，一个无线适配器有可能在性能上优于其他的适配器。由于Wi-Fi通过空气传送信号，所以和非交换以太网有相同的特点。 近两年，出现一种WIFI over cable的新方案。此方案属于EOC（ethernet over cable）中的一种技术。通过将2.4G wifi射频降频后在cable中传输。此种方案已经在中国大陆小范围内试商用。

二：Wifi模块的初始化

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

try {
Log.i(TAG, "Starting Connectivity Service.");
ServiceManager.addService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE, new
ConnectivityService(context));
} catch (Throwable e) {
Log.e(TAG, "Failure starting Connectivity Service", e);
}

ConnectivityService 的构造函数会创建WifiService，

if (DBG) Log.v(TAG, "Starting Wifi Service.");
mWifiStateTracker = new WifiStateTracker(context, handler);
WifiService wifiService = new WifiService(context, mWifiStateTracker);
ServiceManager.addService(Context.WIFI_SERVICE, 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。

具体流程图如下：

第三部分：Wifi模块的启动（使能）

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

private void initToggles() {
mWifiEnabler = new WifiEnabler(this,
                                  (WifiManager) getSystemService(WIFI_SERVICE),
                                  (CheckBoxPreference) findPreference(KEY_TOGGLE_WIFI));

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。

private boolean setWifiEnabledBlocking(boolean enable) {
    final int eventualWifiState = enable ? WIFI_STATE_ENABLED :WIFI_STATE_DISABLED;
    updateWifiState(enable ? WIFI_STATE_ENABLING : WIFI_STATE_DISABLING);
    if (enable) {
            if (!WifiNative.loadDriver()) {
                  Log.e(TAG, "Failed to load Wi-Fi driver.");
                  updateWifiState(WIFI_STATE_UNKNOWN);
                  return false;
            }
    if (!WifiNative.startSupplicant()) {
           WifiNative.unloadDriver();
           Log.e(TAG, "Failed to start supplicant daemon.");
           updateWifiState(WIFI_STATE_UNKNOWN);
           return false;
     }
     mWifiStateTracker.startEventLoop();
}
     // Success!
     persistWifiEnabled(enable);
     updateWifiState(eventualWifiState);
     return true;
}

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。

private void handleWifiStateChanged(int wifiState) {
if (wifiState == WIFI_STATE_ENABLED) {
loadConfiguredAccessPoints();
attemptScan();
}

具体流程如下流程图所示：

第四部分：查找热点（AP）

上一节（第三部分：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：

第五部分：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：

第六部分：Wifi连接

具体流程参见以下流程图：

第七部分：IP地址的配置

流程如图：