最近為了驗證一個算法的能耗，研究了在開源的Android平台上如何實現無線網卡的自動開啟和基於wpa_supplicant的AP自動掃描和關聯，記錄且共享之。
目標：
自動打開無線網卡，掃描指定的信道列表，並在發現合適的AP時自動關聯。
1. Android平台的WiFi框架
Android平台使用的WiFi控制框架是基於大名鼎鼎的wpa_supplicant，它是一個安全中間件，為各種無線網卡提供統一的安全機制，如下圖所示：
圖1：Android平台WiFi框架
對應上述結構，基於Android 的G1手機中的WiFi控制分為三大組件：
1）客戶端程序，包括wpa_cli命令行或java圖形界面程序，通過unix本地socket與
wpa_supplicant daemon服務通信，發送命令並接收結果；
2）wpa_supplicant daemon服務，對應上述中間部分，功能是“上傳下達”。所有客戶端通過它控制硬件網卡，通過發送字符串命令控制是否掃描AP，提取掃描結果和是否關聯AP等操作，同時將驅動的執行狀態發送給用戶。該服務是設計支持多種無線網卡芯片，因此各個廠商共同提供了一個通用接口給wpa_supplicant調用，其中G1用的是TI的芯片；
3）網卡驅動，本文中可以不涉及。
2. 自動打開網卡並啟動wpa_supplicant
圖形界面可以正常啟動網卡並開始AP掃描，但通過命令行wpa_cli無法啟動，為此修改wpa_supplicant程序，輸出所有argv參數，然後通過圖形界面的設置來啟動AP掃描，設置->無線接口->啟動WiFi，輸出如下參數：
1257946571.827087: /system/bin/wpa_supplicant
1257946571.827453: -Dtiwlan0
1257946571.827545: -itiwlan0
1257946571.827636: -c/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf
手工輸入 wpa_supplicant -Dtiwlan0 -itiwlan0 -c/data/misc/wifi/wpa_supplicant.conf 還是啟動失敗。通過跟蹤圖形界面的java代碼，定位android/packages/apps/Settings/src/com/android/settings/wifi下的java文件，確定是WifiEnabler.java，調用路徑為：WifiEnabler->WifiManager.setWifiEnabled 接口函數,通過AIDL->WifiServic.setWifiEnabled函數，它向自身發送一條 MESSAGE_ENABLE_WIFI 消息, 處理代碼handleMessage中調用setWifiEnabledBlocking，該函數代碼如下：
…
if (enable) {
if (!WifiNative.loadDriver()) {}
if (!WifiNative.startSupplicant()) {}
..... } else {
if (!WifiNative.stopSupplicant()) {}
if (!WifiNative.unloadDriver()) { }
}
}
WifiNative.java使用JNI機制，對應的c文件是android/hardware/libhardware_legacy/wifi/wifi.c， 其中包括以下核心函數：
int wifi_load_driver();
int wifi_unload_driver();
int wifi_start_supplicant();
int wifi_stop_supplicant();
It’s great! 將該文件靜態鏈接到我們的代碼中就可以自動加載網卡和啟動wpa_supplicant。
3. 自動掃描指定的信道，並關聯給定的AP
現有的wpa_cli是一個交互式命令環境，在連接到wpa_supplicant服務後，通過請求-響應的方式工作。因此我們需要重寫一個客戶端wpa_myclient，並通過前述wifi.c代碼自動打開網卡並啟動wpa_supplicant，涉及代碼文件包括：
android/external/wpa_supplicant/
android/system/wlan/ti/wpa_supplicant_lib/：是由TI公司提供給wpa_supplicant的統一接口
1) 分析wpa_cli的工作原理，確定通過手工命令如何關聯AP
術語networks是指由當前網卡已記憶的WLAN網絡，與windows無線接口設置中的“首選網絡”概念類似，該網絡也可以通過wpa_supplicant.conf手工配置
術語scan_results是指當前網卡掃描發現的AP。
網卡通過需要使用下列命令序列來關聯一個網絡：
scan
scan_results %獲得掃描結果，包括ssid和信號強度等信息
add_network %必須先創建一個網絡，得到一個新的網絡號id
set_network id ssid “***” %將網絡與想關聯AP的SSID對應
set_network id key_mgmt NONE %設置安全信息，這裡是針對Open System
set_network id pairwise NONE
select_network id %激活該網絡，此時開始關聯過程
2) 分析wpa_cli與supplicant的通信協議，添加一個新的命令MYSCAN能按指定信道列表掃描，並修改核心數據結構struct wpa_supplicant加入一個成員保存待掃描的信道列表，主要修改文件包括：ctrl_iface.c和wpa_supplicant_i.h
3) 由wpa_supplicant.c的wpa_supplicant_scan()->driver_ti.c的wpa_driver_tista_scan-> ti_init_scan_params()初始化掃描參數，將pScanParams->channelEntry設置為指定的信道列表；
4) 掃描結束後，驅動程序通過driver_ti.c的wpa_driver_tista_receive_driver_event()通知調用程序，該事件通過逐級傳遞到events.c 的wpa_supplicant_event()事件分發接口， 並通過wpa_supplicant_event_scan_results()通知wpa_cli客戶端，指示用戶可以使用scan_results命令獲取掃描結果；此外在該處理函數中如果發現掃描結果包括用戶的首選網絡networks，則會自動啟動關聯過程（windows也是這種方式）。
5) 修改events.c 的wpa_supplicant_event_scan_results()來模擬用戶首選網絡，首先利用 wpa_config_remove_network方法刪除wpa_s->conf->ssid 中的所有首選網絡，並根據一個規則從wpa_s->scan_results[]中選擇一個最合適的，然後通過wpa_config_add_network和wpa_config_set按照上述手工命令格式設置該network，然後它將自動按照正常流程關聯。
Hints and Tips:
1） 在android根目錄執行命令，. build/envsetup.sh，然後就可以使用mm TARGET_PRODUCT=htc_dream命令加速編譯
2） 實現命令set_network id ssid “***”，不能少了SSID的雙引號
3） 為了實現將輸出調試信息到文件，需要在.config中打開編譯開關CONFIG_DEBUG_FILE，同時在main.c中初始化params.wpa_debug_file_path為一個文件（我的是/sdcard/wpadbg），最後自定義一個wpa_printf的消息優先級，並打開wpa_debug_print_timestamp，輸出時戳。
