Android KitKat 4.4 Wifi移植AP模式和网络共享的调试日志

renheshi

　　
　　Tethering技术在移动平台上已经运用的越来越广泛了。它能够把移动设备当做一个接入点，其它的设备能够通过Wi-Fi。USB或是Bluetooth等方式连接到此移动设备。在Android中能够将Wifi设为AP模式作为WLAN接入点。从而与其它设备共享Android的互联网连接。Android成为接入点后。就无法通过WLAN连接使用Android的应用程序訪问互联网，但能够通过其它方式如以太网或移动网络訪问互联网。
　　此时以太网或移动网络在网络共享（Tethering）中是作为upstream的角色。
　　
　　近期在Atmel的SAMA5D3-EK开发板上调试Wifi模块。须要在Android下实现Tethering，通过Wi-Fi的AP模式。将网络连接共享给其他设备。
　　
　　
　　开发板上一个有线网卡(eth0)，一个无线网卡(wlan0)。eth0连接到外网，wlan0作为AP共享给其它设备比方Android手机，使得Android手机能够通过开发板连接到外网。
　　
　　硬件平台：Atmel SAMA5
　　软件平台：Linux 3.10 +Android 4.4
　　Wifi模组：RTL8723AU(USB接口)
　　
　　由于使用的内核是厂商基于主线内核开发的，尽管主线内核中加入了Android的基本支持，但并不全然。
　　在做Android移植时，假设发现Android上层的某些功能缺乏内核的支持，能够依据Google维护的AndroidLinux内核将对应的更改应用到厂商Linux内核中，在前文《Android KitKat 4.4平台开发-加入USBADB和MTP功能支持》中就是使用的这样的方法。
　　
　　
　　整个Wifi移植过程，Wifi模组厂商Realtek给出了具体的过程。但内容仅仅涉及Wifi驱动及Android部分。使用哪个Linux内核以及内核怎样配置须要我们自己决定。
　　
　　
　　依照Realtek提供的移植文档进行AndroidWifi的移植，在測试Wifi网络共享功能时出现例如以下问题：
　　在“设置”程序“网络共享与便携式热点”中，打开“便携式Wi-Fi热点”。并没有真正开启Wifi热点。而是对应单选框不断关开，如此重复。
　　
　　对于在測试Android功能时出现的异常情况。一般在log中会存在对应的错误信息，尽管并非绝对准确，但调试时应该考虑先分析log信息，尝试从中定位导致异常发生的代码位置。
　　
　　经过一番分析猜測。例如以下高亮显示的log信息非常有可能是诱发异常发生的关键代码点。
　　V/NatController(972): enableNat(intIface=<wlan0>, extIface=<eth0>)
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -t nat -A natctrl_nat_POSTROUTING -o eth0 -jMASQUERADE) res=0
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -A natctrl_FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state--state ESTABLISHED,RELATED -g natctrl_tether_counters) res=0
　　D/dalvikvm(1339): GC_CONCURRENT freed 373K, 54% free 6723K/14460K, paused 44ms&#43;14ms, total219ms
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -A natctrl_FORWARD -i wlan0 -o eth0 -m state--state INVALID -j DROP) res=0
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -A natctrl_FORWARD -i wlan0 -o eth0 -gnatctrl_tether_counters) res=0
　　V/NatController( 972): runCmd(/system/bin/iptables-A natctrl_tether_counters -i wlan0 -o eth0 -m quota2 --name wlan0_eth0 --grow-j RETURN) res=1
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -D natctrl_FORWARD -i wlan0 -o eth0 -m state--state INVALID -j DROP) res=0
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -D natctrl_FORWARD -i eth0 -o wlan0 -m state--state ESTABLISHED,RELATED -g natctrl_tether_counters) res=0
　　E/NatController( 972): Error setting forward rules
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -F natctrl_FORWARD) res=0
　　V/NatController(972): runCmd(/system/bin/iptables -A natctrl_FORWARD -j DROP) res=0
　　

　　
　　http://androidxref.com/4.4.2_r1/xref/system/netd/NatController.cpp#294
　　


　　256intNatController::
　　refs=setTetherCountingRules&project=system">setTetherCountingRules(booladd, const char *intIface, const char *extIface) {
257
258   /* We only ever add tethering quota rules so thatthey stick. */
259    if (!add) {
260        return 0;
261    }
262    char *quota_name,*
　　refs=proc_path&project=system">proc_path;
263    int
　　refs=quota_fd&project=system">quota_fd;
264   
　　defs=asprintf&project=system">asprintf(&quota_name,&quot;%s_%s&quot;,
　　defs=intIface&project=system">intIface,
　　defs=extIface&project=system">extIface);
265
266   
　　defs=asprintf&project=system">asprintf(&proc_path,&quot;/
　　path=/proc/">proc/net/
　　path=/proc/net/xt_quota">xt_quota/%s&quot;,quota_name);
267   quota_fd =
　　defs=open&project=system">open(proc_path,
　　defs=O_RDONLY&project=system">O_RDONLY);
268    if (quota_fd>= 0) {
269       /* quota for iface pair already exists*/
270       free(proc_path);
271       free(quota_name);
272        return 0;
273    }
274   close(quota_fd);
275   
　　defs=free&project=system">free(proc_path);
276
277    const char *
　　refs=cmd2b&project=system">cmd2b[]= {
278           IPTABLES_PATH,
279           &quot;-A&quot;,
280           LOCAL_TETHER_COUNTERS_CHAIN,
281           &quot;-i&quot;,
282           intIface,
283           &quot;-o&quot;,
284           
　　defs=extIface&project=system">extIface,
285           &quot;-m&quot;,
286           &quot;quota2&quot;,
287           &quot;--name&quot;,
288           quota_name,
289           &quot;--grow&quot;,
290           &quot;-j&quot;,
291         &quot;RETURN&quot;
292    };
293
294    if (runCmd(
　　defs=ARRAY_SIZE&project=system">ARRAY_SIZE(cmd2b),cmd2b) && add) {
295       free(quota_name);
296        return -1;
297    }
298   free(quota_name);
299
300   
　　defs=asprintf&project=system">asprintf(&quota_name,&quot;%s_%s&quot;, extIface, intIface);
301   
　　defs=asprintf&project=system">asprintf(&proc_path,&quot;/
　　path=/proc/">proc/net/xt_quota/%s&quot;,quota_name);
302   quota_fd = open(proc_path,O_RDONLY);
303    if (quota_fd>= 0) {
304       /* quota for iface pair already exists*/
305       free(proc_path);
306       free(quota_name);
307        return 0;
308    }
309   close(quota_fd);
310   　　defs=free&project=system">free(proc_path);
311
　　
　　分析这个函数NatController::setTetherCountingRules及log信息，判断出异常发生的原因是运行命令
　　/system/bin/iptables -A natctrl_tether_counters -i wlan0 -o eth0 -mquota2 --name wlan0_eth0 --grow -j失败。
　　
　　并且还涉及到路径/proc/net/xt_quota/，但当前系统下并不存在这个路径。
　　由此判断应该是内核缺乏与quota2或xt_quota相关的支持。
　　
　　找到问题的可能原因，接下来就是验证了。比較Android Linux内核、厂商Linux内核以及主线Linux内核网络部分的差异。发现AndroidLinux内核在主线Linux内核基础上添加了quota2的支持。
　　涉及四次提交
　　$git log --name-only net/netfilter/xt_quota2.cinclude/linux/netfilter/xt_quota2.h net/netfilter/Kconfignet/netfilter/Makefile
　　commit7d89969ad270d4c535e33830188806233bf35442
　　Author:Greg Hackmann <ghackmann@google.com>
　　Date:Mon Feb 24 09:39:46 2014 -0800
　　   netfilter: xt_qtaguid: 64-bit warning fixes
　　   Change-Id:I2adc517c0c51050ed601992fa0ea4de8f1449414
　　   Signed-off-by: Greg Hackmann<ghackmann@google.com>
　　net/netfilter/xt_quota2.c
　　
　　commit73570fe76d3b47e669558f06f1a18e0f02dff606
　　Author:Arve Hjønnevåg<arve@android.com>
　　Date:Mon May 13 20:42:46 2013 -0700
　　   netfilter: xt_quota2: 3.10 fixes.
　　   - Stop using obsolete create_proc_entry api.
　　   - Use proc_set_user instead of directlyaccessing the private structure.
　　   Signed-off-by: Arve Hjønnevåg<arve@android.com>
　　net/netfilter/xt_quota2.c
　　
　　commitea34f99edb73b67ef0a99d304887c64febd4c878
　　Author:JP Abgrall <jpa@google.com>
　　Date:Tue Jul 12 12:02:59 2011 -0700
　　   netfilter: fixup the quota2, and enable.
　　   The xt_quota2 came from
　　   http://sourceforge.net/projects/xtables-addons/develop
　　   It needed tweaking for it to compile withinthe kernel tree.
　　   Fixed kmalloc() and create_proc_entry()invocations within
　　   a non-interruptible context.
　　   Removed useless copying of current quotaback to the iptable's
　　   struct matchinfo:
　　    - those are per CPU: they will changerandomly based on which
　　     cpu gets to update the value.
　　    - they prevent matching a rule: e.g.
　　      -A chain -m quota2 --name q1 --quota 123
　　     can't be followed by
　　      -D chain -m quota2 --name q1 --quota 123
　　     as the 123 will be compared to the structmatchinfo's quota member.
　　   Use the NETLINK NETLINK_NFLOG family to loga single message
　　   when the quota limit is reached.
　　   It uses the same packet type as ipt_ULOG,but
　　   - never copies skb data,
　　   - uses 112 as the event number (ULOG's &#43;1)
　　   It doesn't log if the module param&quot;event_num&quot; is 0.
　　   Change-Id:I021d3b743db3b22158cc49acb5c94d905b501492
　　   Signed-off-by: JP Abgrall<jpa@google.com>
　　net/netfilter/Kconfig
　　net/netfilter/Makefile
　　net/netfilter/xt_quota2.c
　　
　　commit3db08b39ea752748744e9c7733ce9ef54bed9f3b
　　Author:JP Abgrall <jpa@google.com>
　　Date:Tue Jun 21 11:14:49 2011 -0700
　　   netfilter: adding the original quota2 fromxtables-addons
　　   The original xt_quota in the kernel is plainbroken:
　　    - counts quota at a per CPU level
　　     (was written back when ubiquitous SMP wasjust a dream)
　　    - provides no way to count across IPV4/IPV6.
　　   This patch is the original unaltered codefrom:
　　   http://sourceforge.net/projects/xtables-addons
　　    at commite84391ce665cef046967f796dd91026851d6bbf3
　　   Change-Id:I19d49858840effee9ecf6cff03c23b45a97efdeb
　　   Signed-off-by: JP Abgrall<jpa@google.com>
　　include/linux/netfilter/xt_quota2.h
　　net/netfilter/xt_quota2.c
　　
　　提取quota2相关的commit，制作补丁
　　

$ git format-patch -n4 net/netfilter/xt_quota2.c include/linux/netfilter/xt_quota2.hnet/netfilter/Kconfig net/netfilter/Makefile
0001-netfilter-adding-the-original-quota2-from-xtables-ad.patch
0002-netfilter-fixup-the-quota2-and-enable.patch
0003-netfilter-xt_quota2-3.10-fixes.patch
0004-netfilter-xt_qtaguid-64-bit-warning-fixes.patch



　　
　　将这些补丁应用到厂商Linux内核（git am命令）
　　
　　在内核配置中添加quota2支持
　　commit4e6bf851ffd340f83062d053a6a20d358def121e
　　Author:Max Liao <liaops@embedinfo.com>
　　Date:Mon Jun 16 06:08:25 2014 -0400
　　   ARM: at91/SAMA5: android_ubifs_defconfig:add netfilter quota2 support for sama5d3 and sama5d4
　　   Signed-off-by: Max Liao<liaops@embedinfo.com>
　　diff--git a/arch/arm/configs/sama5_android_ubifs_defconfigb/arch/arm/configs/sama5_android_ubifs_defconfig
　　index9881f7d..48c68a1 100644
　　---a/arch/arm/configs/sama5_android_ubifs_defconfig
　　&#43;&#43;&#43;b/arch/arm/configs/sama5_android_ubifs_defconfig
　　@@-623,6 &#43;623,7 @@ CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_OSF=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_OWNER=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_PKTTYPE=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_QUOTA=y
　　&#43;CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_QUOTA2=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_RATEEST=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_REALM=y
　　 CONFIG_NETFILTER_XT_MATCH_RECENT=y
　　
　　编译内核。
　　
　　測试Wifi网络共享功能，之前的异常现象消失，功能測试正常，这说明之前的推导推測是正确的。异常的原因的确是内核缺乏netfilter quota2支持。