Android P适配以太网功能开发指南

Android网络框架分析系列文章目录：

Android P适配以太网功能开发指南
Android以太网框架情景分析之启动简介
Android以太网框架情景分析之EthernetServiceImpl和NetworkManagementService交互深入分析
Android以太网框架情景分析之NetworkManagementService和netd交互深入分析二
Android以太网框架情景分析之NetworkManagementService和netd交互深入分析一
Android以太网框架情景分析之NetworkFactory与NetworkAgent深入分析
AsyncChannel原理分析以及实操演练

引言

此时的我吃着火锅唱着歌，进行着Android P(此P非彼P，Android 9)的适配工作。我真的只能说每次Android版本的迭代更新，都是对我们的一次炼狱般的摧残啊，各种适配啊，我真的想说fuck the coding。但是吐槽归吐槽，为了我热爱的coding事业，让我们愉快的适配起来。

注意：本文演示的代码是Android P高通msm8953平台。

一.具体需求和成果展示

1.1 具体需求

具体需求说多不多，说少不少就三个如下：

设置中增加以太网开/关设置
设置中增加以太网静态设置
设置中增加代理设置

1.2 成果展示

好了需求前面明确了，在正式开始Android P以太网适配的开发指南前，得先让大伙看看最终的成果演示这样大伙才有动力和我一起干不是。

二.需求实施

好了前面说了一大把了，也该正式开干了，不然大伙就要说我是光说不干的花架子了。先放上Android O和Android P的以太网逻辑架构图，有了这个读者心里因该就大概有谱了。不会迷路瞎逛了。

2.1 Android P以太网部分变动

2.1.1 源码文件的增添

在正式开发前，我们一般都应该了解Android新版本对当前实施的需求的改动，Android原生已经对以太网部分有很好的支持了，具体的源码路径在frameworks/opt/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet，下面让我们看看Android O和Android P该目录下文件的变化！

Android O(Android 8)此目录下的文件为：

[arm-msm8909-user] xxx@pd:~/ssd/xxx/ap/idh.code/frameworks/opt/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet$ ls
EthernetConfigStore.java  EthernetNetworkFactory.java  EthernetServiceImpl.java  EthernetService.java

Android P(Android 9)此目录下的文件为：

xxx@Ubuntu16-Model:~/ssd/qcom_64/msm8953-9/frameworks/opt/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet$ ls
EthernetConfigStore.java  EthernetNetworkFactory.java  EthernetServiceImpl.java  EthernetService.java  EthernetTracker.java

这里发现Android P(Android 9)多了EthernetTracker.java区别其他版本，Google新增的类，这个是比较大的改动。

2.1.1 接口参数的变动

有过Android 6/7/8版本开发经验的老司机都知道，Android对以太网的操作主要是依靠EthernetManager这个类来执行，而这个类中最重要的设置以太网信息的方法就是setConfiguration了，让我们来分别看看Android不同版本对这个方法定义的差别！

Android O(Android 8)此方法定义如下：

    /** * Set Ethernet configuration.*/public void setConfiguration(IpConfiguration config) {try {mService.setConfiguration(config);} catch (RemoteException e) {throw e.rethrowFromSystemServer();}   }

Android P(Android 9)此方法定义如下：

```java/** * Set Ethernet configuration.*/public void setConfiguration(String iface, IpConfiguration config) {try {mService.setConfiguration(iface, config);} catch (RemoteException e) {throw e.rethrowFromSystemServer();}   }

对比发现了什么，多了一个参数String iface，这个参数的意思是什么呢，即我们通常看到的设备网口名称，譬如eth0，我们可以通过命令 ifconfig 可以看到你设备下的所有网口名称，这个eth0怎么来的我们后续会讲解。

130|console:/ # ifconfig
dummy0    Link encap:Ethernet  HWaddr 62:df:e7:bb:49:0finet6 addr: fe80::60df:e7ff:febb:490f/64 Scope: LinkUP BROADCAST RUNNING NOARP  MTU:1500  Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:0 TX bytes:560 rmnet_ipa0 Link encap:UNSPEC  UP RUNNING  MTU:2000  Metric:1RX packets:8 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:17 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:3196 TX bytes:1268 rmnet_data0 Link encap:UNSPEC  inet6 addr: fe80::f265:e5b9:fecd:242c/64 Scope: LinkUP RUNNING  MTU:2000  Metric:1RX packets:19 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:17 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:2968 TX bytes:1132 lo        Link encap:Local Loopback  inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0 inet6 addr: ::1/128 Scope: HostUP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1 RX bytes:0 TX bytes:0 eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 00:80:0f:11:70:00  Driver smsc9500inet addr:172.16.151.22  Bcast:172.16.151.255  Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::56e0:5755:28c3:6270/64 Scope: LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1RX packets:7812 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:507092 TX bytes:0

2.2 App层Settings修改

Settings中的修改不是本文的重点，这个和以前的逻辑Android版本的添加几乎可以保持不变，只是对所有的相关接口多添加一个String iface参数即可，可以参见如下代码，实际UI效果如下 :

2.3 Framework的适配

这个是本文的重点，当然前提得驱动的同事已经将有线网络的驱动加载OK了。怎么判断驱动OK了呢，一般就是插上网线然后状态栏上会有如下截图一个小角图标显示，并且在终端下面能发现/sys/class/net/eth0的节点。

2.3.1 EthernetService加入SystemServiceManager并启动

参见framework/base/services/java/com/android/server/SystemServer.java的代码，将EthernetService加入SystemServiceManager管理，并启动。这里不做过多介绍，因为这个篇章的重点不是这个。

    private static final String ETHERNET_SERVICE_CLASS ="com.android.server.ethernet.EthernetService";if (mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_ETHERNET) ||mPackageManager.hasSystemFeature(PackageManager.FEATURE_USB_HOST)) {traceBeginAndSlog("StartEthernet");mSystemServiceManager.startService(ETHERNET_SERVICE_CLASS);traceEnd();}

2.3.2 EthernetService介绍

先来看下核心服务frameworks\opt\net\ethernet\java\com\android\server\ethernet\EthernetService.java，代码如下所示：

public final class EthernetService extends SystemService {private static final String TAG = "EthernetService";final EthernetServiceImpl mImpl;public EthernetService(Context context) {super(context);mImpl = new EthernetServiceImpl(context);}   @Overridepublic void onStart() {Log.i(TAG, "Registering service " + Context.ETHERNET_SERVICE);publishBinderService(Context.ETHERNET_SERVICE, mImpl);}   @Overridepublic void onBootPhase(int phase) {if (phase == SystemService.PHASE_SYSTEM_SERVICES_READY) {mImpl.start();}   }
}

这段代码非常简单，EthernetService 继承了系统服务，那自然也就是系统服务，这个会加载在system_server中启动，在该类中调用 EthernetServiceImpl 的 start()，我们继续接着看看。

2.3.3 EthernetServiceImpl 介绍

该文件所在源码目录为frameworks/opt/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet/EthernetServiceImpl.java，让我们看看主要做了些啥。

    public void start() {Log.i(TAG, "Starting Ethernet service");HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("EthernetServiceThread");handlerThread.start();mHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());mTracker = new EthernetTracker(mContext, mHandler);mTracker.start();mStarted.set(true);}

主要创建了 EthernetTracker，这个类是 9.0 中新增出来的，用于监听以太网的切换、以太网判断当前网络是否可用等一系列操作。之前 8.1 中都集成在 EthernetNetworkFactory 中，这个是Android P的主要差别，继续跟进。

2.3.3 EthernetTracker介绍

关于以太网初始化和基本操作基本集中在这个类里面了，取代了Android P之前EthernetNetworkFactory的部分功能。该文件的源码位置为frameworks\opt\net\ethernet\java\com\android\server\ethernet\EthernetTracker.java。

    void start() {mConfigStore.read();// Default interface is just the first one we want to track.mIpConfigForDefaultInterface = mConfigStore.getIpConfigurationForDefaultInterface();final ArrayMap<String, IpConfiguration> configs = mConfigStore.getIpConfigurations();for (int i = 0; i < configs.size(); i++) {mIpConfigurations.put(configs.keyAt(i), configs.valueAt(i));}   try {mNMService.registerObserver(new InterfaceObserver());} catch (RemoteException e) {Log.e(TAG, "Could not register InterfaceObserver " + e); }   mHandler.post(this::trackAvailableInterfaces);}

在EthernetTracker通过ConcurrentHashMap<String, IpConfiguration> mIpConfigurations这个表来管理保存的 IpConfigStore 信息，那么这个Map的初识值从那里来的呢，主要如下两个地方：

EthernetConfigStore 中存储的信息，EthernetConfigStore 中通过读取 /misc/ethernet/ipconfig.txt
获取interfaceConfigs 的信息，在 EthernetTracker 的构造方法中通过解析 config_ethernet_interfaces 字符串也可向 Map 中添加初始信息。

    EthernetTracker(Context context, Handler handler) {mHandler = handler;mContext = context;// The services we use.IBinder b = ServiceManager.getService(Context.NETWORKMANAGEMENT_SERVICE);mNMService = INetworkManagementService.Stub.asInterface(b);// Interface match regex.mIfaceMatch = context.getResources().getString(com.android.internal.R.string.config_ethernet_iface_regex);// Read default Ethernet interface configuration from resourcesfinal String[] interfaceConfigs = context.getResources().getStringArray(com.android.internal.R.array.config_ethernet_interfaces);for (String strConfig : interfaceConfigs) {parseEthernetConfig(strConfig);}mConfigStore = new EthernetConfigStore();NetworkCapabilities nc = createNetworkCapabilities(true /* clear default capabilities */);mFactory = new EthernetNetworkFactory(handler, context, nc);mFactory.register();}private void parseEthernetConfig(String configString) {String[] tokens = configString.split(";");String name = tokens[0];String capabilities = tokens.length > 1 ? tokens[1] : null;NetworkCapabilities nc = createNetworkCapabilities(!TextUtils.isEmpty(capabilities)  /* clear default capabilities */, capabilities);mNetworkCapabilities.put(name, nc);if (tokens.length > 2 && !TextUtils.isEmpty(tokens[2])) {IpConfiguration ipConfig = parseStaticIpConfiguration(tokens[2]);mIpConfigurations.put(name, ipConfig);}}

让我们看看config_ethernet_interfaces的取值从哪里看，具体位置如下frameworks/base/core/res/res/values/config.xml具体代码如下：

    <string-array translatable="false" name="config_ethernet_interfaces"><!-- <item>eth1;12,13,14,15;ip=192.168.0.10/24 gateway=192.168.0.1 dns=4.4.4.4,8.8.8.8</item><item>eth2;;ip=192.168.0.11/24</item>--></string-array>

这里就给各位解释了iface这个参数的由来了。

2.3.4 增加以太网打开/关闭接口

在EthernetTracker.文件中添加如下两个接口如下所示，即打开和关闭以太网接口，至于怎么从EthernetManager调用到EthernetTracker的逻辑就不细说了，各位可以看我最后上传的patch包即可。

/**statetrue 开启以太网false 关闭以太网
**/public boolean setInterfaceStatus(String iface, boolean state){try {if(!TextUtils.isEmpty(iface)) {if(!state)mNMService.setInterfaceDown(iface);else mNMService.setInterfaceUp(iface);return true;} else {Log.e(TAG,"iface is null");}   } catch (Exception e) {Log.e(TAG, "Error setInterfaceStatus : " + iface + " state : " + state + " exception : " + e); }   return false;}

2.3.5 增加以太网状态判断和Mac接口

    public String getEthMacAddress(String iface){InterfaceConfiguration config = null;// Bring up the interface so we get link status indications.try {config = mNMService.getInterfaceConfig(iface);} catch (RemoteException | IllegalStateException e) {// Either the system is crashing or the interface has disappeared. Just ignore the// error; we haven't modified any state because we only do that if our calls succeed.Log.e(TAG, "Error upping interface " + iface, e);}if (config == null) {Log.e(TAG, "Null interface config for " + iface + ". Bailing out.");return "";}final String hwAddress = config.getHardwareAddress();return hwAddress;}public int getEthIfaceState(String mIface) {//return mTracker.getEthIfaceState(iface);try{File file = new File("/sys/class/net/"+mIface+"/flags");if(!file.exists())return EthernetManager.ETH_IFACE_STATE_DOWN;FileInputStream fin= new FileInputStream(file);BufferedReader reader= new BufferedReader(new InputStreamReader(fin));String flag = reader.readLine();Log.e(TAG,"mIface : " + mIface);fin.close();flag = flag.substring(2);int flag_int = Integer.parseInt(flag, 16);if ((flag_int & 0x1) > 0) {return EthernetManager.ETH_IFACE_STATE_UP;} else {return EthernetManager.ETH_IFACE_STATE_DOWN;}}catch(Exception e){e.printStackTrace();}return EthernetManager.ETH_IFACE_STATE_DOWN;}

2.3.5 增加以太网静态IP设置接口，并解决拔插后才能更改ip地址

以太网静态接口设置，主要是调用EthernetManager类里面的setConfiguration方法进行参数配置。我们看一下这个方法具体做了什么操作。

 /*** Set Ethernet configuration.*/public void setConfiguration(String iface, IpConfiguration config) {try {mService.setConfiguration(iface, config);} catch (RemoteException e) {throw e.rethrowFromSystemServer();}}

发现是通过mService.setConfiguration（）方法。那么这个mService是哪里传来的呢，都是老司机就不买弄了，这里的mService是EthernetServiceImpl ，让我们看看该代码：

    public void setConfiguration(String iface, IpConfiguration config) {if (!mStarted.get()) {Log.w(TAG, "System isn't ready enough to change ethernet configuration");}   enforceConnectivityInternalPermission();if (mTracker.isRestrictedInterface(iface)) {enforceUseRestrictedNetworksPermission();}   // TODO: this does not check proxy settings, gateways, etc.// Fix this by making IpConfiguration a complete representation of static configuration.mTracker.updateIpConfiguration(iface, new IpConfiguration(config));
}

上面是Android 9.0中的方法实现。这里就是我花了一段时间解决的为什么Android P设置了静态IP不立即生效的地方。我们看一下Android 8.0之前的版本是这个方法是怎么写的，这个地方是关键。

    public void setConfiguration(IpConfiguration config) {if (!mStarted.get()) {Log.w(TAG, "System isn't ready enough to change ethernet configuration");}   enforceConnectivityInternalPermission();synchronized (mIpConfiguration) {mEthernetConfigStore.writeIpAndProxyConfigurations(config);// TODO: this does not check proxy settings, gateways, etc.// Fix this by making IpConfiguration a complete representation of static configuration.if (!config.equals(mIpConfiguration)) {mIpConfiguration = new IpConfiguration(config);mTracker.stop();mTracker.start(mContext, mHandler);}   }   }

我们也是看着都是mTracker对象调用方法进行设置。其实这两个mTracker是不同的对象。在Android 9.0之前的版本，这个mTracker对象都是EthernetNetworkFactory的实例对象。因为后续的设置参数进行连接网络判断端口等一系列操作都在这个EthernetNetworkFactory类中完成。而在Android9.0及以后后，Google将他们抽离出来了，对于监听以太网切换、以太网判断当前网络是否可用等一些列操作抽离到一个EthernetTracker类中。那么9.0的EthernetNetworkFactory只需要关心拿到参数进行连接上网操作就可以了。

我们现在只关心9.0是怎么走的。找到EthernetTracker类的具体实现，可以看到调用了EthernetNetworkFactory中的方法

    void updateIpConfiguration(String iface, IpConfiguration ipConfiguration) {if (DBG) {Log.i(TAG, "updateIpConfiguration, iface: " + iface + ", cfg: " + ipConfiguration);}   mConfigStore.write(iface, ipConfiguration);mIpConfigurations.put(iface, ipConfiguration);mHandler.post(() -> mFactory.updateIpConfiguration(iface, ipConfiguration));}

而其实这个方法并没有做任何上网的操作，这就是为什么设置静态IP后，没有变动的原因。

    void updateIpConfiguration(String iface, IpConfiguration ipConfiguration) {NetworkInterfaceState network = mTrackingInterfaces.get(iface);if (network != null) {network.setIpConfig(ipConfiguration);//仅仅是将ip地址等以太网参数保存下来。}   }

这里设置下去仅仅是将参数保存下来，显示是不符合我们的需求的。此时已经可以通过拔插网线实现设置静态ip上网。那么接下来，我们看看正常流程怎么走。

还是继续看EthernetTracker类。因为判断能不能连接网络的条件都在这里实现。这里要怎么才能做到设置静态IP后能动态的上网呢，这个可以参见EthernetTracker类，因为一般的正常上网都是从这个类开始的。这里我也不过多讲述其中的过程了，可以参见这篇博客Android 9.0 以太网上网设置静态ip，解决拔插后才能更改ip地址的问题
有比较详细的讲解，最后我们的解决方法是EthernetServiceImpl中添加如下逻辑即可代码如下所示：

    public void setConfiguration(String iface, IpConfiguration config) {if (!mStarted.get()) {Log.w(TAG, "System isn't ready enough to change ethernet configuration");}   enforceConnectivityInternalPermission();if (mTracker.isRestrictedInterface(iface)) {enforceUseRestrictedNetworksPermission();}   // TODO: this does not check proxy settings, gateways, etc.// Fix this by making IpConfiguration a complete representation of static configuration.mTracker.updateIpConfiguration(iface, new IpConfiguration(config));//Add by xxxsz 2020.04.23if (mTracker.isRestrictedInterface(iface)) {enforceUseRestrictedNetworksPermission();}   // TODO: this does not check proxy settings, gateways, etc.// Fix this by making IpConfiguration a complete representation of static configuration.mTracker.updateIpConfiguration(iface, new IpConfiguration(config));mTracker.removeInterface(iface);//清除当前端口mTracker.start();}

收工，over！

结语

各位乡亲们，Android 9的适配以太网就结束了，整的我腰酸背痛啊。Android版本升级之时就是我等受苦之时啊。

写在最后

好了如上就是Android P适配以太网功能开发指南的所有，如有问题或者有任何疑问请及时沟通或者交流，也可点个赞或者吐槽一番也是可以的。so goodbye。

当然得最后附上终极patch包不是，不然你们又得在背后diss我了。
Android P Settings Framework以太网适配path包