OpenHarmony鸿蒙Wifi AP业务流程分析

原创已于 2022-05-23 18:28:05 修改 · 1.5k 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#harmonyos #物联网

于 2022-05-23 18:27:04 首次发布

OpenHarmony 专栏收录该内容

5 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍了OpenHarmony鸿蒙系统下WiFi AP（Access Point）业务的工作流程，从ap stub、ap service到wifi hal的交互，包括状态机机制、AP开启流程、hostapd的启动与配置，以及遇到问题时的日志分析方法。在开启AP时，涉及的状态切换、事件处理和与硬件的交互是关键步骤。

部署运行你感兴趣的模型镜像

AP业务功能主要包括开启、关闭、设置热点配置以及连接设备管理（连接状态通知，黑名单管理）

AP业务主要接口

接口文件： wifi/interfaces/innerkits/native_cpp/wifi_standard/include/wifi_hotspot.h

接口名称	接口描述
ErrCode EnableHotspot();	开启AP
ErrCode DisableHotspot();	关闭AP
ErrCode GetHotspotState(int &state);	获取当前AP状态
ErrCode SetHotspotConfig(const HotspotConfig &config);	设置AP配置
ErrCode GetHotspotConfig(HotspotConfig &config);	获取AP配置
ErrCode GetStationList(std::vector<StationInfo> &result);	获取已连接设备
ErrCode DisassociateSta(const StationInfo &info);	断开某个设备连接
ErrCode GetBlockLists(std::vector<\StationInfo> &infos);	获取当前黑名单列表
ErrCode AddBlockList(const StationInfo &info);	添加黑名单
ErrCode DelBlockList(const StationInfo &info);	删除黑名单

AP业务流转总览
以开启AP为例分析流程

a. ap stub
wifi/services/wifi_standard/wifi_framework/wifi_manage/wifi_hotspot_service_impl.cpp
处理逻辑：
1. 首先判断用户权限是否允许开启AP
2. 当前设备状态如飞行模式、电量低不允许开启AP
3. 判断当前AP状态，为了控制并发请求，在ap开启过程中都不在接收其他开启请求
4. 动态加载ap能力，也即libwifi_ap_service.so。加载之后注册回调函数，作用为ap状态变更通知，设备连接状态变更通知等
5. 最后调用ap内函数EnableHotspot
b. ap service
wifi/services/wifi_standard/wifi_framework/wifi_manage/wifi_ap/ap_interface.h
Ap service内部采用状态机机制（wifi整体设计如此，所有特性服务内部都采用此机制），外部设置请求以及底层（hostapd）事件通知都发送到状态机内部进行处理。

Ap内部状态比较简单，如下所示

加载Ap services后默认处于ApIdleState，所以开启AP时，首先向状态机发送CMD_START_HOTSPOT命令，ApIdleState中处理则为切换状态为ApStatedState。

在进入状态之前，需要执行GoInState函数，在ApStartedState的GoInState中处理逻辑：
1) 设置AP状态为AP_STATE_STARTING(开启中)，并通知应用层AP状态变更
2) 向wifi_hal注册ap事件
3) 向wifi_hal请求开启AP
4) 向wifi_hal请求设置热点配置
5) 向wifi_hal请求设置已有黑名单
6) 上述步骤都成功则开启ap成功，设置AP状态为AP_STATE_STARTED(开启成功)，并通知应用层AP状态变更
7) 如果请求开启AP或设置热点配置失败，则切换为ApIdleState，需要进入ApStartedState的GoOutState中处理：请求关闭AP，注销AP事件处理，最后设置AP状态为AP_STATE_IDLE(空闲)

c. wifi hal
wifi/services/wifi_standard/wifi_hal/wifi_hal_ap_interface.c

StartSoftAp函数处理开启AP逻辑：
i. 加载hostapd：hostapd以libwpa.z.so方式提供，所以在wifi hal中通过fork子进程，在子进程中启动线程，线程中动态加载libwpa.z.so库，并执行ap_main函数。
ii. 连接hostapd：使用libwpa_client.z.so库中wpa_ctrl_open函数与wifi hal子进程建立连接，以及创建一个专门用于接收子进程事件上报的连接。

Hostapd
wifi hal与Hostapd就相当于一个传声筒。wifi hal接收ap业务层指令，转换为hostapd指令下发给hostapd执行；接收到hostapd事件通知时，转换为业务层注册事件通知事件发生。
i. hostapd启动参数

	[HostapdSample]init hostapd.
	hostapd v2.9
	User space daemon for IEEE 802.11 AP management,
	IEEE 802.1X/WPA/WPA2/EAP/RADIUS Authenticator
	Copyright (c) 2002-2019, Jouni Malinen <j@w1.fi> and contributors
	
	usage: hostapd [-hdBKtv] [-P <PID file>] [-e <entropy file>] \
	         [-g <global ctrl_iface>] [-G <group>]\
	         [-i <comma-separated list of interface names>]\
	         <configuration file(s)>
	
	options:
	   -h   show this usage
	   -d   show more debug messages (-dd for even more)
	   -B   run daemon in the background
	   -e   entropy file
	   -g   global control interface path
	   -G   group for control interfaces
	   -P   PID file
	   -K   include key data in debug messages
	   -i   list of interface names to use
	   -S   start all the interfaces synchronously
	   -t   include timestamps in some debug messages
	   -v   show hostapd version

在wifi hal中我们只传入了配置参数，即启动命令为： hostapd /data/misc/wifi/wpa_supplicant/hostapd.conf

ii. 常用hostapd命令

命令	格式	说明
SET	SET [key] [value]	用于设置热点配置如SET ssid ap1 设置热点名称为"ap1"
RELOAD	RELOAD	重新加载网口配置
DISABLE	DISABLE	去使能网口
ENABLE	ENABLE	使能网口
DENY_ACL	DENY_ACL ADD_MAC [mac地址] DENY_ACL DEL_MAC [mac地址]	添加、删除黑名单
DISASSOCIATE	DISASSOCIATE [mac地址]	断开某个设备连接
STATUS	STATUS	获取当前网口状态
STA-FIRST	STA-FIRST	获取已连接设备
STA-NEXT	STA-NEXT [mac地址]	获取已连接设备

分析hostapd支持哪些命令，可结合源码third_party/wpa_supplicant/wpa_supplicant-2.9_standard/hostapd/ap_ctrl_iface.c，函数hostapd_ctrl_iface_receive_process。

iii. 设置热点配置时执行命令
如设置热点名称为Ap1，热点加密方式为WPA2 PSK，密码为12345678，命令如下所示：

> SET wpa_passphrase 12345678
OK
> SET ssid Ap1
OK
> SET wpa 1
OK
> SET wpa_key_mgmt WPA-PSK
OK
> SET wpa_pairwise CCMP
OK
> SET hw_mode g
OK
> SET channel 6
OK
> SET max_num_sta 32
OK
> RELOAD
OK
> DISABLE
<3>AP-DISABLED
OK
> ENABLE
<3>AP-ENABLED
OK

常见问题分析
a. 开启AP失败
开发板上同时提供了一个hostapd命令，如果开启AP失败时，首先在开发板上直接启动hostapd看看是否报错，为方便日志查看，可添加更多打印日志选项，如：
hostapd -ddddd /data/misc/wifi/wpa_supplicant/hostapd.conf

b. 获取Hostapd日志
如之前所述，AP业务层强依赖于hostapd功能的稳定性，大部分问题都来自于hostapd。而hostapd又不打印日志，所以通常做法是在wifi hal启动hostapd时添加日志输出选项。
修改wifi/services/wifi_standard/wifi_hal/wifi_hal_ap_interface.c中static const char *g_startCmd = "hostapd /data/misc/wifi/wpa_supplicant/hostapd.conf"; 改为static const char *g_startCmd = "hostapd -dddddd -f/data/misc/wifi/ap.log -t /data/misc/wifi/wpa_supplicant/hostapd.conf";
其中-dddddd为日志级别，d越多则普通的DEBUG日志也会输出；-t输出时间；-f为输出hostapd日志文件具体路径。
修改之后重新编译wifi_hal_service并更新到开发板，重启服务。