wpa_supplicant与kernel的接口

1. 接口定义实现wpa_drivers

 

  wpa_drivers的定义如下：

[cpp] view plaincopy

1. struct wpa_driver_ops *wpa_drivers[] =  

2. {  

3. #ifdef CONFIG_DRIVER_WEXT  

4.     &wpa_driver_wext_ops,  // 我的系统使用的这个老的接口  

5. #endif   

6. #ifdef CONFIG_DRIVER_NL80211   // 现在流行的NL80211接口  

7.     &wpa_driver_nl80211_ops,  

8. #endif   

9. #ifdef CONFIG_DRIVER_HOSTAP  

10.     &wpa_driver_hostap_ops,  

11. #endif   

12. #ifdef CONFIG_DRIVER_MADWIFI  

13.     &wpa_driver_madwifi_ops,  

14. #endif   

15. #ifdef CONFIG_DRIVER_BROADCOM  

16.     &wpa_driver_broadcom_ops,  

17. #endif   

18. #ifdef CONFIG_DRIVER_BSD  

19.     &wpa_driver_bsd_ops,  

20. #endif   

21. #ifdef CONFIG_DRIVER_NDIS  

22.     &wpa_driver_ndis_ops,  

23. #endif   

24. #ifdef CONFIG_DRIVER_WIRED  

25.     &wpa_driver_wired_ops,  

26. #endif   

27. #ifdef CONFIG_DRIVER_TEST  

28.     &wpa_driver_test_ops,  

29. #endif   

30. #ifdef CONFIG_DRIVER_RALINK  

31.     &wpa_driver_ralink_ops,  

32. #endif   

33. #ifdef CONFIG_DRIVER_OSX  

34.     &wpa_driver_osx_ops,  

35. #endif   

36. #ifdef CONFIG_DRIVER_IPHONE  

37.     &wpa_driver_iphone_ops,  

38. #endif   

39. #ifdef CONFIG_DRIVER_ROBOSWITCH  

40.     &wpa_driver_roboswitch_ops,  

41. #endif   

42. #ifdef CONFIG_DRIVER_ATHEROS  

43.     &wpa_driver_atheros_ops,  

44. #endif   

45. #ifdef CONFIG_DRIVER_NONE  

46.     &wpa_driver_none_ops,  

47. #endif   

48.     NULL  

49. };  

   具体选择哪一个driver，由wpa_supplicant的命令参数决定，如我的如下：
   在init.myboard.rc中定义：

 

[cpp] view plaincopy

1. service wpa_supplicant /system/bin/wpa_supplicant \  

2.     -Dwext -iwlan0 -c/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf  

3.     #-Dnl80211 -iwlan0 -puse_p2p_group_interface=1 -e/data/misc/wifi/entropy.bin  

4.     #   we will start as root and wpa_supplicant will switch to user wifi  

5.     #   after setting up the capabilities required for WEXT  

6.     #   user wifi  

7.     #   group wifi inet keystore  

8.     class main  

9.     socket wpa_wlan0 dgram 660 wifi wifi  

10.     disabled  

11.     oneshot  

   由上可见，我的选择是wext, 即选择了：wpa_driver_wext_ops。具体选择在以下函数中实现，并最后保存在wpa_supplicant->driver中，以供在wpa_drv_scan中使用。

  首先需要讲解一下，在android4.0之后，wifi的工作方式基本都采用的是比较标准的nl80211方式，以前的wext方式现在使用的已经很少了，关于nl80211和wext的区别，小弟由于接触的少，所以简单的说两句（有错误的请各位大大指正啊，万谢！）

   wext：supplicant通过wext直接给wifi driver下命令，即不通过kernel，所以一般以wext工作的driver是不需要load cfg80211.ko的，这个cfg80211.ko就是kernel里面的wireless部分，主要对接supplicant和driver的。

   nl80211：supplicant的命令以nl80211的方式下给kernel，经过kernel再发送给driver，这样子做的好处是 supplicant和driver之间的通讯方式更加标准话，是以后的主流方式，我后面讲的driver都是以这种方式工作的。

[cpp] view plaincopy

1. static int wpa_supplicant_set_driver(struct wpa_supplicant *wpa_s,  

2.                      const char *name)  

3. {  

4.     int i;  

5.     size_t len;  

6.     const char *pos, *driver = name;  

7.   

8.     if (wpa_s == NULL)  

9.         return -1;  

10.   

11.        wpa_msg(wpa_s,MSG_ERROR,"***MY_WIFI:%s,name=%s\n",__FUNCTION__,name);  

12.       

13.     if (wpa_drivers[0] == NULL) {  

14.         wpa_msg(wpa_s, MSG_ERROR, "No driver interfaces build into "  

15.             "wpa_supplicant");  

16.         return -1;  

17.     }  

18.   

19.     if (name == NULL) {  

20.           

21.         wpa_s->driver = wpa_drivers[0];  

22.         wpa_s->global_drv_priv = wpa_s->global->drv_priv[0];  

23.         return 0;  

24.     }  

25.   

26.     do {  

27.         pos = os_strchr(driver, ',');  

28.         if (pos)  

29.             len = pos - driver;  

30.         else  

31.             len = os_strlen(driver);  

32.   

33.         for (i = 0; wpa_drivers[i]; i++) {  

34.             if (os_strlen(wpa_drivers[i]->name) == len &&  

35.                 os_strncmp(driver, wpa_drivers[i]->name, len) ==  

36.                 0) {  

37.                 wpa_s->driver = wpa_drivers[i];  // 根据name进行匹配，并最后保存到wpa_supplicant->dirver中  

38.                 wpa_s->global_drv_priv =  

39.                     wpa_s->global->drv_priv[i];  

40.                 return 0;  

41.             }  

42.         }  

43.   

44.         driver = pos + 1;  

45.     } while (pos);  

46.   

47.     wpa_msg(wpa_s, MSG_ERROR, "Unsupported driver '%s'", name);  

48.     return -1;  

49. }  

2. 接口操作函数实现

2.1 用户态实现

  用户态实现的操作函数如下：

  实现代码见：/external/wpa_supplicant_8/wpa_supplicant/src/drivers/driver_wext.c

 

[cpp] view plaincopy

1. const struct wpa_driver_ops wpa_driver_wext_ops = {  

2.     .name = "wext",  

3.     .desc = "Linux wireless extensions (generic)",  

4.     .get_bssid = wpa_driver_wext_get_bssid,  

5.     .get_ssid = wpa_driver_wext_get_ssid,  

6. #ifdef WAPI  

7.     .set_wapi = wpa_driver_wext_set_wapi,  

8. #endif  

9.     .set_key = wpa_driver_wext_set_key,  

10.     .set_countermeasures = wpa_driver_wext_set_countermeasures,  

11.     .scan2 = wpa_driver_wext_scan,  

12.     .get_scan_results2 = wpa_driver_wext_get_scan_results,  

13.     .deauthenticate = wpa_driver_wext_deauthenticate,  

14.     .disassociate = wpa_driver_wext_disassociate,  

15.     .associate = wpa_driver_wext_associate,  

16.     .init = wpa_driver_wext_init, // 初始ioctl socket, netlink socket  

17.     .deinit = wpa_driver_wext_deinit,  

18.     .add_pmkid = wpa_driver_wext_add_pmkid,  

19.     .remove_pmkid = wpa_driver_wext_remove_pmkid,  

20.     .flush_pmkid = wpa_driver_wext_flush_pmkid,  

21.     .get_capa = wpa_driver_wext_get_capa,  

22.     .set_operstate = wpa_driver_wext_set_operstate,  

23.     .get_radio_name = wext_get_radio_name,  

24. #ifdef ANDROID  

25.     .signal_poll = wpa_driver_signal_poll,  

26.     .driver_cmd = wpa_driver_wext_driver_cmd, // 对应驱动中的 cfg80211_wext_setpriv  

27. #endif  

28. };  

.driver_cmd处理以DRIVER开始的命令，如：

   DRIVER MACADDR

   DRIVER BTCOEXSCAN-STOP

   DRIVER RXFILTER-ADD 3

   DRIVER RXFILTER-START

   DRIVER RXFILTER-STOP

   DRIVER RXFILTER-REMOVE 2

   DRIVER RXFILTER-START

  DRIVER SETBAND 0

   DRIVER SCAN-ACTIVE

   DRIVER SCAN-PASSIVE

  执行流程如下所示：

   wpa_supplicant_ctrl_iface_process-> (根据命令字符串调用对应的函数)

    wpa_supplicant_driver_cmd->

     wpa_drv_driver_cmd->

      wpa_s->driver->driver_cmd->

       wpa_driver_wext_driver_cmd-> (User)

      ...

       cfg80211_wext_setpriv(Kernel)

2.2 Kernel态实现    

   Kernel态实现的操作函数如下：

   实现代码见：net/wireless/wext_compat.c

 

[cpp] view plaincopy

1. static const iw_handler cfg80211_handlers[] = {  

2.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWNAME)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwname,  

3.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWFREQ)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwfreq,  

4.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWFREQ)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwfreq,  

5.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWMODE)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwmode,  

6.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWMODE)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwmode,  

7.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWRANGE)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_giwrange,  

8.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWAP)]   = (iw_handler) cfg80211_wext_siwap,  

9.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWAP)]   = (iw_handler) cfg80211_wext_giwap,  

10.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWMLME)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwmlme,  

11.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWSCAN)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwscan,  

12.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWSCAN)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwscan,  

13.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWESSID)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_siwessid,  

14.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWESSID)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_giwessid,  

15.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWRATE)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwrate,  

16.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWRATE)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwrate,  

17.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWRTS)]  = (iw_handler) cfg80211_wext_siwrts,  

18.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWRTS)]  = (iw_handler) cfg80211_wext_giwrts,  

19.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWFRAG)] = (iw_handler) cfg80211_wext_siwfrag,  

20.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWFRAG)] = (iw_handler) cfg80211_wext_giwfrag,  

21.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWTXPOW)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_siwtxpower,  

22.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCGIWTXPOW)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_giwtxpower,  

23.     [IW_IOCTL_IDX(SIOCSIWRETRY)]    = (iw_handler) cfg80211_wext_siwretry,  

24.  ..........................

25.   

26. const struct iw_handler_def cfg80211_wext_handler = {  

27.     .num_standard       = ARRAY_SIZE(cfg80211_handlers),  

28.     .standard       = cfg80211_handlers,  

29.     .get_wireless_stats = cfg80211_wireless_stats,  

30. };  

2.3 用户态与Kernel态的交互

    用户态向Kernel态发送请求时，通过ioctl来实现。

   Kernel态向用户态发送事件通知，通过netlink来实现。

   其交互的初始化在wpa_driver_wext_init中实现，其代码如下：

 

[cpp] view plaincopy

1.   

2. void * wpa_driver_wext_init(void *ctx, const char *ifname) // 我的ifname为wlan0  

3. {  

4.     struct wpa_driver_wext_data *drv;  

5.     struct netlink_config *cfg;  

6.     struct rfkill_config *rcfg;  

7.     char path[128];  

8.     struct stat buf;  

9.   

10.         wpa_printf(MSG_ERROR,"***MY_WIFI:%s,ifname=%s\n",__FUNCTION__,ifname);  

11.       

12.     drv = os_zalloc(sizeof(*drv));  

13.     if (drv == NULL)  

14.         return NULL;  

15.     drv->ctx = ctx;  

16.     os_strlcpy(drv->ifname, ifname, sizeof(drv->ifname));  

17.   

18.     os_snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/net/%s/phy80211", ifname);  

19.     if (stat(path, &buf) == 0) {  

20.         wpa_printf(MSG_DEBUG, "WEXT: cfg80211-based driver detected");  

21.         drv->cfg80211 = 1;  

22.         wext_get_phy_name(drv);  

23.     }  

24.   

25.     drv->ioctl_sock = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);  // 此drv->ioctl_sock用作为ioctl命令的fd  

26.     if (drv->ioctl_sock < 0) {  

27.         perror("socket(PF_INET,SOCK_DGRAM)");  

28.         goto err1;  

29.     }  

30.   

31.     cfg = os_zalloc(sizeof(*cfg));  

32.     if (cfg == NULL)  

33.         goto err1;  

34.     cfg->ctx = drv;  

35.     cfg->newlink_cb = wpa_driver_wext_event_rtm_newlink;  

36.     cfg->dellink_cb = wpa_driver_wext_event_rtm_dellink;  

37.     drv->netlink = netlink_init(cfg);  // 初始化netlink,并注册事件接收函数  

38.     if (drv->netlink == NULL) {  

39.         os_free(cfg);  

40.         goto err2;  

41.     }  

42.   

43.     rcfg = os_zalloc(sizeof(*rcfg));  

44.   

其中参数ifname在/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf中被定义，如我的如下：

[cpp] view plaincopy

1. update_config=1  

2. ctrl_interface=wlan0  

3. eapol_version=1  

4. ap_scan=1  

5. fast_reauth=1  

2.3.1 ioctl实现方案

   在用户态可简单执行一个ioctl(fd,cmd,...)命令即可。

   在Kernel态则是通过唯一的cmd (SIOCIWFIRST--SIOCIWLAST) 来进行区分，从而执行cfg80211_handlers中对应的函数。

   socket文件操作如下：

 

[cpp] view plaincopy

1.   

2.   

3. static const struct file_operations socket_file_ops = {  

4.     .owner =    THIS_MODULE,  

5.     .llseek =   no_llseek,  

6.     .aio_read = sock_aio_read,  

7.     .aio_write =    sock_aio_write,  

8.     .poll =     sock_poll,  

9.     .unlocked_ioctl = sock_ioctl, // 这个就是被执行的ioctl  

10. #ifdef CONFIG_COMPAT  

11.     .compat_ioctl = compat_sock_ioctl,  

12. #endif  

13.     .mmap =     sock_mmap,  

14.     .open =     sock_no_open,     

15.     .release =  sock_close,  

16.     .fasync =   sock_fasync,  

17.     .sendpage = sock_sendpage,  

18.     .splice_write = generic_splice_sendpage,  

19.     .splice_read =  sock_splice_read,  

20. };  

从sock_ioctl到iw_handler的执行注程如下所示：

 sock_ioctl->

  dev_ioctl->

   wext_handle_ioctl-> (把执行结果从kernel态copy到用户态)

    wext_ioctl_dispatch->

     wireless_process_ioctl->

       1) get_handler

       2) ioctl_standard_call (执行cmd指定的iw_handler，并返回结果) 

 

2.3.2 用户态初始化netlink

 

[cpp] view plaincopy

1. struct netlink_data * netlink_init(struct netlink_config *cfg)  

2. {  

3.     struct netlink_data *netlink;  

4.     struct sockaddr_nl local;  

5.   

6.     netlink = os_zalloc(sizeof(*netlink));  

7.     if (netlink == NULL)  

8.         return NULL;  

9.   

10.     netlink->cfg = cfg;  

11.   

12.     netlink->sock = socket(PF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE);  

13.     if (netlink->sock < 0) {  

14.         wpa_printf(MSG_ERROR, "netlink: Failed to open netlink "  

15.                "socket: %s", strerror(errno));  

16.         netlink_deinit(netlink);  

17.         return NULL;  

18.     }  

19.   

20.     os_memset(&local, 0, sizeof(local));  

21.     local.nl_family = AF_NETLINK;  

22.     local.nl_groups = RTMGRP_LINK;  

23.     if (bind(netlink->sock, (struct sockaddr *) &local, sizeof(local)) < 0)  

24.     {  

25.         wpa_printf(MSG_ERROR, "netlink: Failed to bind netlink "  

26.                "socket: %s", strerror(errno));  

27.         netlink_deinit(netlink);  

28.         return NULL;  

29.     }  

30.   

31.     eloop_register_read_sock(netlink->sock, netlink_receive, netlink,  

32.                  NULL);  

33.   

34.     return netlink;  

35. }  

2.3.3 用户态netlink事件接收函数netlink_receive

 

[cpp] view plaincopy

1. static void netlink_receive(int sock, void *eloop_ctx, void *sock_ctx)  

2. {  

3.     struct netlink_data *netlink = eloop_ctx;  

4.     char buf[8192];  

5.     int left;  

6.     struct sockaddr_nl from;  

7.     socklen_t fromlen;  

8.     struct nlmsghdr *h;  

9.     int max_events = 10;  

10.   

11. try_again:  

12.     fromlen = sizeof(from);  

13.     left = recvfrom(sock, buf, sizeof(buf), MSG_DONTWAIT, //从netlink读取事件  

14.             (struct sockaddr *) &from, &fromlen);  

15.     if (left < 0) {  

16.         if (errno != EINTR && errno != EAGAIN)  

17.             wpa_printf(MSG_INFO, "netlink: recvfrom failed: %s",  

18.                    strerror(errno));  

19.         return;  

20.     }  

21.   

22.     h =

23. }  

3. SCAN流程

wpa_supplicant_ctrl_iface_process-> ( buf 内容为SCAN )

 wpa_supplicant_req_scan->wpa_supplicant_scan->wpa_supplicant_trigger_scan->wpa_drv_scan->wpa_s->driver->scan2->wpa_driver_wext_scan-> (Request the driver to initiate scan)wpa_driver_wext_combo_scan->ioctl(drv->ioctl_sock, SIOCSIWPRIV, &iwr)-> (User)...cfg80211_wext_setpriv (cmd=CSCAN S)->cfg80211_wext_siwscan->rdev->ops->scan (cfg80211_ops mac80211_config_ops->scan)->ieee80211_scan-> ieee80211_request_scan->__ieee80211_start_scan->ieee80211_start_sw_scan-><1> drv_sw_scan_start->local->ops->sw_scan_start(ieee80211_ops ath9k_htc_ops->sw_scan_start)->ath9k_htc_sw_scan_start-> <2> ieee80211_hw_config-> (set power level at maximum rate for scanning)drv_config->local->ops->config( ieee80211_ops ath9k_htc_ops->config)-> ath9k_htc_config->ath9k_htc_setpower(priv,ATH9K_PM_AWAKE) <3>  ieee80211_queue_delayed_work(&local->scan_work)->(注：INIT_DELAYED_WORK(&local->scan_work, ieee80211_scan_work)) ieee80211_scan_work-> (根据local当前状态进行下一步工作，直到工作完成)__ieee80211_scan_completed-> (所有扫描的工作完成之后，调用此函数)drv_sw_scan_complete->local->ops->sw_scan_complete( ieee80211_ops ath9k_htc_ops->sw_scan_complete)ath9k_htc_sw_scan_complete

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/994235/blog/323261