4.3.2　wpa_supplicant_init函数分析

wpa_supplicant_init代码如下所示。

[—>wpa_supplicant.c：：wpa_supplicant_init]

  1. struct wpa_global * wpa_supplicant_init(struct wpa_params *params)
  2. {
  3.     struct wpa_global *global;
  4.     int ret, i;
  5.     ......
  6. #ifdef CONFIG_DRIVER_NDIS
  7.      ......// windows driver支持
  8. #endif 
  9. #ifndef CONFIG_NO_WPA_MSG
  10.     // 设置全局回调函数，详情见下文解释
  11.     wpa_msg_register_ifname_cb(wpa_supplicant_msg_ifname_cb);
  12. #endif /* CONFIG_NO_WPA_MSG */
  13.    // 输出日志文件设置，本例未设置该文件
  14.     wpa_debug_open_file(params->wpa_debug_file_path);
  15.     ......
  16.     ret = eap_register_methods();// ①注册EAP方法
  17.     ......
  18.     global = os_zalloc(sizeof(*global)); // 创建一个wpa_global对象
  19.     ...... // 初始化global中的其他参数
  20.      wpa_printf(MSG_DEBUG, "wpa_supplicant v" VERSION_STR);
  21.     // ②初始化事件循环机制
  22.     if (eloop_init()) {......}
  23.     // 初始化随机数相关资源，用于提升后续随机数生成的随机性
  24.     // 这部分内容不是本书的重点，感兴趣的读者请自行研究
  25.     random_init(params->entropy_file);
  26.  
  27.     // 初始化全局控制接口对象。由于本例中未设置全局控制接口，故该函数的处理非常简单，请读者自行阅读该函数
  28.     global->ctrl_iface = wpa_supplicant_global_ctrl_iface_init(global);
  29.     ......
  30.     // 初始化通知机制相关资源，它和dbus有关。本例没有包括dbus相关内容，略
  31.     if (wpas_notify_supplicant_initialized(global)) {......}
  32.     // ③wpa_driver是一个全局变量，其作用见下文解释
  33.     for (i = 0; wpa_drivers[i]; i++)
  34.         global->drv_count++;
  35.      ......
  36.     // 分配全局driver wrapper上下文信息数组
  37.     global->drv_priv = os_zalloc(global->drv_count * sizeof(void *));
  38.     ......
  39.     return global;
  40. }

wpa_supplicant_init函数的主要功能是初始化wpa_global以及一些与整个程序相关的资源，包括随机数资源、eloop事件循环机制以及设置消息全局回调函数。

此处先简单介绍消息全局回调函数，一共有两个。

·wpa_msg_get_ifname_func：有些输出信息中需要打印出网卡接口名。该回调函数用于获取网卡接口名。

·wpa_msg_cb_func：除了打印输出信息外，还可通过该回调函数进行一些特殊处理，如把输出信息发送给客户端进行处理。

上述两个回调函数相关的代码如下所示。

[—>wpa_debug.c]

  1. // wpa_msg_ifname_cb用于获取无线网卡接口名
  2. // WPAS为其设置的实现函数为wpa_supplicant_msg_ifname_cb
  3. // 读者可自行阅读此函数
  4. static wpa_msg_get_ifname_func wpa_msg_ifname_cb = NULL;
  5. void wpa_msg_register_ifname_cb(wpa_msg_get_ifname_func func){
  6.     wpa_msg_ifname_cb = func;
  7. }
  8. // WPAS中，wpa_msg_cb的实现函数是wpa_supplicant_ctrl_iface_msg_cb，它将输出信息发送给客户端
  9. // 图4-2最后两行的信息就是由此函数发送给客户端的。而且前面的"<3>"也是由它添加的
  10. static wpa_msg_cb_func wpa_msg_cb = NULL;
  11. void wpa_msg_register_cb(wpa_msg_cb_func func){
  12.     wpa_msg_cb = func;
  13. }

现在来看wpa_supplicant_init中列出的三个关键点，首先是eap_register_method函数。

1.eap_register_methods函数

该函数本身非常简单，它主要根据编译时的配置项来初始化不同的eap方法。其代码如下所示。

[—>eap_register.c：：eap_register_methods]

  1. int eap_register_methods(void)
  2. {
  3.     int ret = 0;
  4. #ifdef EAP_MD5                  // 作为supplicant端，编译时将定义EAP_MD5
  5.     if (ret == 0)
  6.         ret = eap_peer_md5_register();
  7. #endif /* EAP_MD5 */
  8. ......
  9. #ifdef EAP_SERVER_MD5           // 作为Authenticator端，编译时将定义EAP_SERVER_MD5
  10.     if (ret == 0)
  11.         ret = eap_server_md5_register();
  12. #endif /* EAP_SERVER_MD5 */
  13.   ......
  14.   return ret;
  15. }

如上述代码所示，eap_register_methods函数将根据编译配置项来注册所需的eap method。例如，MD5身份验证方法对应的注册函数是eap_peer_md5_register，该函数内部将填充一个名为eap_method的数据结构，其定义如图4-8所示。

图4-8所示的struct eap_method结构体声明于eap_i.h中，其内部一些变量及函数指针的定义和RFC4137有较大关系。此处，我们暂时列出其中一些简单的成员变量。4.4节将详细介绍RFC4137相关的知识。

来看第二个关键函数eloop_init，它和图4-1所示WPAS软件架构中的event loop模块有关。

2.eloop_init函数及event loop模块

eloop_init函数本身特别简单，它仅初始化了WPAS中事件驱动的核心数据结构体eloop_data。WPAS事件驱动机制的实现非常简单，它就是利用epoll（如果编译时设置了CONFIG_ELOOP_POLL选项）或select实现了I/O复用。

提醒　select（或epoll）是I/O复用的重要函数，属于基础知识范畴。请不熟悉的读者自行学习相关内容。

从事件角度来看，WPAS的事件驱动机制支持5种类型的event。

·read event：读事件，例如来自socket的可读事件。

·write event：写事件，例如socket的可写事件。

·exception event：异常事件，如果socket操作发生错误，则由错误事件处理。

·timeout event：定时事件，通过select的等待超时机制来实现定时事件。

·signal：信号事件，信号事件来源于Kernel。WPAS允许为一些特定信号设置处理函数。

以上这些事件相关的信息都保存在eloop_data结构体中，如图4-9所示。

4.3.2　wpa_supplicant_init函数分析 - 图1

图4-8　eap_method数据结构

4.3.2　wpa_supplicant_init函数分析 - 图2

图4-9　eloop_data结构体

简单介绍一下eloop提供的事件注册API及eloop事件循环核心处理函数eloop_run。首先是事件注册API函数，相关代码如下所示。

[—>eloop.h]

  1. // 注册socket读事件处理函数，参数sock代表一个socket句柄。一旦该句柄上有读事件发生，则handler函数
  2. // 将被事件处理循环（见下文eloop_run函数）调用
  3. int eloop_register_read_sock(int sock, eloop_sock_handler handler,
  4.             void *eloop_data, void *user_data);
  5. // 注册socket事件处理函数，具体是哪种事件（只能是读、写或异常）由type参数决定
  6. int eloop_register_sock(int sock, eloop_event_type type,
  7.           eloop_sock_handler handler,void *eloop_data, void *user_data);
  8. // 注册超时事件处理函数
  9. int eloop_register_timeout(unsigned int secs, unsigned int usecs,
  10.             eloop_timeout_handler handler, void *eloop_data, void *user_data);
  11. // 注册信号事件处理函数，具体要处理的信号由sig参数指定
  12. int eloop_register_signal(int sig, eloop_signal_handler handler, void *user_data);

最后，向读者展示一下WPAS事件驱动机制的运行原理，其代码在eloop_run函数中，如下所示。

[—>eloop.c：：eloop_run]

  1. void eloop_run(void)
  2. {
  3.    fd_set *rfds, *wfds, *efds; // fd_set是select中用到的一种参数类型
  4.     struct timeval _tv;
  5.    int res;
  6.     struct os_time tv, now;
  7.     // 事件驱动循环
  8.     while (!eloop.terminate &&
  9.            (!dl_list_empty(&eloop.timeout) || eloop.readers.count > 0 ||
  10.         eloop.writers.count > 0 || eloop.exceptions.count > 0)) {
  11.         struct eloop_timeout *timeout;
  12.         // 判断是否有超时事件需要等待
  13.         timeout = dl_list_first(&eloop.timeout, struct eloop_timeout,list);
  14.         if (timeout) {
  15.             os_get_time(&now);
  16.             if (os_time_before(&now, &timeout->time))
  17.                 os_time_sub(&timeout->time, &now, &tv);
  18.             else
  19.               tv.sec = tv.usec = 0;
  20.             _tv.tv_sec = tv.sec;
  21.             _tv.tv_usec = tv.usec;
  22.         }
  23.         // 将外界设置的读事件添加到对应的fd_set中
  24.         eloop_sock_table_set_fds(&eloop.readers, rfds);
  25.         ......// 设置写、异常事件到fd_set中
  26.         // 调用select函数
  27.         res = select(eloop.max_sock + 1, rfds, wfds, efds,timeout ? &_tv : NULL);
  28.         if(res &lt; 0) {......// 错误处理}
  29.         // 先处理信号事件
  30.         eloop_process_pending_signals();
  31.         // 判断是否有超时事件发生
  32.         timeout = dl_list_first(&eloop.timeout, struct eloop_timeout,list);
  33.         if (timeout) {
  34.             os_get_time(&now);
  35.             if (!os_time_before(&now, &timeout->time)) {
  36.                 void *eloop_data = timeout->eloop_data;
  37.                 void *user_data = timeout->user_data;
  38.                 eloop_timeout_handler handler = timeout->handler;
  39.                 eloop_remove_timeout(timeout);          // 注意，超时事件只执行一次
  40.                 handler(eloop_data, user_data);         // 处理超时事件
  41.             }
  42.         }
  43.         ......// 处理读/写/异常事件。方法和下面这个函数类似
  44.         eloop_sock_table_dispatch(&eloop.readers, rfds);
  45.         ......// 处理wfds和efds
  46.     }
  47. out:
  48.     return;
  49. }

eloop_run中的while循环是WPAS进程的运行中枢。不过其难度也不大。

下面来看wpa_supplicant_init代码中的第三个关键点，即wpa_drivers变量。

3.wpa_drivers数组和driver i/f模块

wpa_drivers是一个全局数组变量，它通过extern方式声明于main.c中，其定义却在drivers.c中，如下所示。

[—>drivers.c：：wpa_drivers定义]

  1. struct wpa_driver_ops *wpa_drivers[] =
  2. {
  3. #ifdef CONFIG_DRIVER_WEXT
  4.     &wpa_driver_wext_ops,
  5. #endif /* CONFIG_DRIVER_WEXT */
  6. #ifdef CONFIG_DRIVER_NL80211
  7.     &wpa_driver_nl80211_ops,
  8. #endif /* CONFIG_DRIVER_NL80211 */
  9.    ......// 其他driver接口
  10. }

wpa_drivers数组成员指向一个wpa_driver_ops类型的对象。wpa_driver_ops是driver i/f模块的核心数据结构，其内部定义了很多函数指针。而正是通过定义函数指针的方法，WPAS能够隔离上层使用者和具体的driver。

注意　此处的driver并非通常意义所指的那些运行于Kernel层的驱动。读者可认为它们是Kernel层wlan驱动在用户空间的代理模块。上层使用者通过它们来和Kernel层的驱动交互。为了避免混淆，本书后续将用driver wrapper一词来表示WPAS中的driver。而driver一词将专指Kernel里对应的wlan驱动。

另外，wpa_drivers数组包含多少个driver wrapper对象也由编译选项来控制（如代码中所示的CONFIG_DRIVER_WEXT宏，它们可在android.cfg中被修改）。

此处先列出wpa_driver_nl80211_ops的定义。

[—>driver_nl80211.c：：wpa_driver_nl80211_ops]

  1. const struct wpa_driver_ops wpa_driver_nl80211_ops = {
  2.     .name = "nl80211",                                  // driver wrapper的名称
  3.     .desc = "Linux nl80211/cfg80211",                   // 描述信息
  4.     .get_bssid = wpa_driver_nl80211_get_bssid,          // 用于获取bssid
  5.      ......
  6.     .scan2 = wpa_driver_nl80211_scan,                   // 扫描函数
  7.      ......
  8.     .get_scan_results2 = wpa_driver_nl80211_get_scan_results,
  9.                                                                                                  // 获取扫描结果
  10.      ......
  11.     .disassociate = wpa_driver_nl80211_disassociate,    // 触发disassociation操作
  12.     .authenticate = wpa_driver_nl80211_authenticate,    // 触发authentication操作
  13.     .associate = wpa_driver_nl80211_associate,          // 触发association操作
  14.     // driver wrapper全局初始化函数，该函数的返回值保存在wpa_global成员变量drv_pri数组中
  15.     .global_init = nl80211_global_init, 
  16.      ......
  17.     .init2 = wpa_driver_nl80211_init,                   // driver wrapper初始化函数
  18.      ......
  19. #ifdef ANDROID  // Android平台定义了该宏
  20.     .driver_cmd = wpa_driver_nl80211_driver_cmd,// 该函数用于处理和具体驱动相关的命令
  21. #endif
  22. };

本节介绍了main函数中第一个的关键点wpa_supplicant_init，其中涉及的知识有：几个重要数据结构，如wpa_global、wpa_interface、eap_method、wpa_driver_ops等；event loop的工作原理；消息全局回调函数和wpa_drivers等内容。

下面来分析main中第二个关键函数wpa_supplicant_add_iface。