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GraveDollの備忘録ブログ

勉強したことや捗るグッズの備忘録です。

Native Wifiを使ってみた その1

Windows無線LANの設定を行うためのAPIとして、Native WifiMicrosoftより提供されています。
利用可能なネットワーク一覧の取得や、無線アクセスポイントへの接続などがC/C++で実現できます。
Native Wifi (Windows)

Windows無線LANに関するアプリを作ることになたっためこのNative Wifiを使うことにしたのですが、調べてみても言語問わずあまり情報がありません。
しかし、自分なりにいろいろと試行錯誤しているうちに知見が蓄積されてきたのでメモしておきます。

なお、C#の場合、Native WifiをP/InvokeしたAPIがManaged Wifiとして公開されています。すべてを網羅しているわけではなさそうですが・・・。
managedwifi.codeplex.com

サンプル

簡単なサンプルがMicrosoftより公開されています。
無線LANインターフェースの状態取得、利用可能なネットワーク情報の取得がこれらのコードで確認できると思います。
Native Wifi API Sample (Windows)

通知の取得

上記サンプルにある関数WlanGetAvailableNetworkList()では利用可能なネットワーク一覧が取得できますが、これはリアルタイムのものではなくOSが定期的にスキャンした結果のキャッシュを取得しています。
そのため直前に出現したアクセスポイントのネットワークを取得できない可能性があります。
そこでWlanScan()関数を使い、スキャン結果の通知を取得することでリアルタイムで利用可能なネットワークを取得しますが、これには数秒を要します。
そのため、OSからの「通知」を取得することでスキャンの状況に応じた処理を行います。
通知を取得するためには、WlanRegisterNotification()を使います。
WlanRegisterNotification function (Windows)

リアルタイムで利用可能なネットワークを取得するサンプル

というわけでWlanScan()関数を使い、スキャン結果の通知を取得することでリアルタイムで利用可能なネットワークを取得するサンプルを作ってみました。
Microsoftが公開しているサンプルを改変しています。

#ifndef UNICODE
#define UNICODE
#endif

#include <windows.h>
#include <wlanapi.h>
#include <objbase.h>
#include <wtypes.h>

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <wchar.h>

// Need to link with Wlanapi.lib and Ole32.lib
#pragma comment(lib, "wlanapi.lib")
#pragma comment(lib, "ole32.lib")

static bool bScanWait = true;


//無線に関する通知を行うコールバック関数
static void WlanNotification(WLAN_NOTIFICATION_DATA *wlanNotifData, VOID *p)
{
	//ロケール指定
	setlocale(LC_ALL, "japanese");
	WCHAR strReason[1024];

	//通知元をauto configuration module(ACM)に設定
	if (wlanNotifData->NotificationSource == WLAN_NOTIFICATION_SOURCE_ACM) {
		PWLAN_CONNECTION_NOTIFICATION_DATA pConnNotifData = NULL;
		WCHAR *notificationMessage;

		switch (wlanNotifData->NotificationCode) {
		case wlan_notification_acm_scan_complete: //スキャン完了
			notificationMessage = L"wlan_notification_acm_scan_complete";
			bScanWait = false;
			break;
		case wlan_notification_acm_scan_fail: //スキャン失敗
			notificationMessage = L"wlan_notification_acm_scan_fail";
			pConnNotifData = (PWLAN_CONNECTION_NOTIFICATION_DATA)wlanNotifData->pData;
			if (pConnNotifData->wlanReasonCode != ERROR_SUCCESS) {
				bScanWait = false;
				WlanReasonCodeToString(pConnNotifData->wlanReasonCode, 1024, strReason, NULL);
				wprintf(L"ScanFailed Reason: %ls\n", strReason);
			}
			break;
		case wlan_notification_acm_scan_list_refresh: //ネットワーク一覧が更新された
			notificationMessage = L"wlan_notification_acm_scan_list_refresh";
			break;
		default:
			notificationMessage = L"Unknown:";
			break;
		}

		wprintf(L"%ls\n", notificationMessage);
	}

}

int wmain()
{

	// Declare and initialize variables.

	HANDLE hClient = NULL;
	DWORD dwMaxClient = 2;      //    
	DWORD dwCurVersion = 0;
	DWORD dwResult = 0;
	DWORD dwRetVal = 0;
	int iRet = 0;

	WCHAR GuidString[39] = { 0 };

	unsigned int i, j, k;

	/* variables used for WlanEnumInterfaces  */

	PWLAN_INTERFACE_INFO_LIST pIfList = NULL;
	PWLAN_INTERFACE_INFO pIfInfo = NULL;

	PWLAN_AVAILABLE_NETWORK_LIST pBssList = NULL;
	PWLAN_AVAILABLE_NETWORK pBssEntry = NULL;

	int iRSSI = 0;

	DWORD dwPrevNotif = 0;
	bScanWait = true;

	dwResult = WlanOpenHandle(dwMaxClient, NULL, &dwCurVersion, &hClient);
	if (dwResult != ERROR_SUCCESS) {
		wprintf(L"WlanOpenHandle failed with error: %u\n", dwResult);
		return 1;
		// You can use FormatMessage here to find out why the function failed
	}

	dwResult = WlanEnumInterfaces(hClient, NULL, &pIfList);
	if (dwResult != ERROR_SUCCESS) {
		wprintf(L"WlanEnumInterfaces failed with error: %u\n", dwResult);
		return 1;
		// You can use FormatMessage here to find out why the function failed
	}
	else {
		wprintf(L"Num Entries: %lu\n", pIfList->dwNumberOfItems);
		wprintf(L"Current Index: %lu\n", pIfList->dwIndex);
		for (i = 0; i < (int)pIfList->dwNumberOfItems; i++) {
			pIfInfo = (WLAN_INTERFACE_INFO *)&pIfList->InterfaceInfo[i];
			wprintf(L"  Interface Index[%u]:\t %lu\n", i, i);
			iRet = StringFromGUID2(pIfInfo->InterfaceGuid, (LPOLESTR)&GuidString,
				sizeof(GuidString) / sizeof(*GuidString));
			// For c rather than C++ source code, the above line needs to be
			// iRet = StringFromGUID2(&pIfInfo->InterfaceGuid, (LPOLESTR) &GuidString, 
			//     sizeof(GuidString)/sizeof(*GuidString)); 
			if (iRet == 0)
				wprintf(L"StringFromGUID2 failed\n");
			else {
				wprintf(L"  InterfaceGUID[%d]: %ws\n", i, GuidString);
			}
			wprintf(L"  Interface Description[%d]: %ws", i,
				pIfInfo->strInterfaceDescription);
			wprintf(L"\n");
			wprintf(L"  Interface State[%d]:\t ", i);
			switch (pIfInfo->isState) {
			case wlan_interface_state_not_ready:
				wprintf(L"Not ready\n");
				break;
			case wlan_interface_state_connected:
				wprintf(L"Connected\n");
				break;
			case wlan_interface_state_ad_hoc_network_formed:
				wprintf(L"First node in a ad hoc network\n");
				break;
			case wlan_interface_state_disconnecting:
				wprintf(L"Disconnecting\n");
				break;
			case wlan_interface_state_disconnected:
				wprintf(L"Not connected\n");
				break;
			case wlan_interface_state_associating:
				wprintf(L"Attempting to associate with a network\n");
				break;
			case wlan_interface_state_discovering:
				wprintf(L"Auto configuration is discovering settings for the network\n");
				break;
			case wlan_interface_state_authenticating:
				wprintf(L"In process of authenticating\n");
				break;
			default:
				wprintf(L"Unknown state %ld\n", pIfInfo->isState);
				break;
			}
			wprintf(L"\n");

			//コールバックの登録
			dwResult = WlanRegisterNotification(hClient, WLAN_NOTIFICATION_SOURCE_ACM, FALSE, (WLAN_NOTIFICATION_CALLBACK)WlanNotification, NULL, NULL, &dwPrevNotif);
			if (dwResult != ERROR_SUCCESS) {
				wprintf(L"WlanRegisterNotification failed with error: %u\n", dwResult);
				return 1;
			}

			//利用可能なネットワークをスキャン
			dwResult = WlanScan(hClient, &pIfInfo->InterfaceGuid, NULL, NULL, NULL);
			if (dwResult != ERROR_SUCCESS) {
				wprintf(L"WlanScan failed with error: %u\n", dwResult);
				return 1;
			}

			while (bScanWait) {
				Sleep(100);
			}

			dwResult = WlanGetAvailableNetworkList(hClient,
				&pIfInfo->InterfaceGuid,
				0,
				NULL,
				&pBssList);

			if (dwResult != ERROR_SUCCESS) {
				wprintf(L"WlanGetAvailableNetworkList failed with error: %u\n",
					dwResult);
				dwRetVal = 1;
				// You can use FormatMessage to find out why the function failed
			}
			else {
				wprintf(L"WLAN_AVAILABLE_NETWORK_LIST for this interface\n");

				wprintf(L"  Num Entries: %lu\n\n", pBssList->dwNumberOfItems);

				for (j = 0; j < pBssList->dwNumberOfItems; j++) {
					pBssEntry =
						(WLAN_AVAILABLE_NETWORK *)& pBssList->Network[j];

					wprintf(L"  Profile Name[%u]:  %ws\n", j, pBssEntry->strProfileName);

					wprintf(L"  SSID[%u]:\t\t ", j);
					if (pBssEntry->dot11Ssid.uSSIDLength == 0)
						wprintf(L"\n");
					else {
						for (k = 0; k < pBssEntry->dot11Ssid.uSSIDLength; k++) {
							wprintf(L"%c", (int)pBssEntry->dot11Ssid.ucSSID[k]);
						}
						wprintf(L"\n");
					}

					wprintf(L"  BSS Network type[%u]:\t ", j);
					switch (pBssEntry->dot11BssType) {
					case dot11_BSS_type_infrastructure:
						wprintf(L"Infrastructure (%u)\n", pBssEntry->dot11BssType);
						break;
					case dot11_BSS_type_independent:
						wprintf(L"Infrastructure (%u)\n", pBssEntry->dot11BssType);
						break;
					default:
						wprintf(L"Other (%lu)\n", pBssEntry->dot11BssType);
						break;
					}

					wprintf(L"  Number of BSSIDs[%u]:\t %u\n", j, pBssEntry->uNumberOfBssids);

					wprintf(L"  Connectable[%u]:\t ", j);
					if (pBssEntry->bNetworkConnectable)
						wprintf(L"Yes\n");
					else {
						wprintf(L"No\n");
						wprintf(L"  Not connectable WLAN_REASON_CODE value[%u]:\t %u\n", j,
							pBssEntry->wlanNotConnectableReason);
					}

					wprintf(L"  Number of PHY types supported[%u]:\t %u\n", j, pBssEntry->uNumberOfPhyTypes);

					if (pBssEntry->wlanSignalQuality == 0)
						iRSSI = -100;
					else if (pBssEntry->wlanSignalQuality == 100)
						iRSSI = -50;
					else
						iRSSI = -100 + (pBssEntry->wlanSignalQuality / 2);

					wprintf(L"  Signal Quality[%u]:\t %u (RSSI: %i dBm)\n", j,
						pBssEntry->wlanSignalQuality, iRSSI);

					wprintf(L"  Security Enabled[%u]:\t ", j);
					if (pBssEntry->bSecurityEnabled)
						wprintf(L"Yes\n");
					else
						wprintf(L"No\n");

					wprintf(L"  Default AuthAlgorithm[%u]: ", j);
					switch (pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm) {
					case DOT11_AUTH_ALGO_80211_OPEN:
						wprintf(L"802.11 Open (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_80211_SHARED_KEY:
						wprintf(L"802.11 Shared (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_WPA:
						wprintf(L"WPA (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_WPA_PSK:
						wprintf(L"WPA-PSK (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_WPA_NONE:
						wprintf(L"WPA-None (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_RSNA:
						wprintf(L"RSNA (%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					case DOT11_AUTH_ALGO_RSNA_PSK:
						wprintf(L"RSNA with PSK(%u)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					default:
						wprintf(L"Other (%lu)\n", pBssEntry->dot11DefaultAuthAlgorithm);
						break;
					}

					wprintf(L"  Default CipherAlgorithm[%u]: ", j);
					switch (pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm) {
					case DOT11_CIPHER_ALGO_NONE:
						wprintf(L"None (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP40:
						wprintf(L"WEP-40 (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					case DOT11_CIPHER_ALGO_TKIP:
						wprintf(L"TKIP (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					case DOT11_CIPHER_ALGO_CCMP:
						wprintf(L"CCMP (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP104:
						wprintf(L"WEP-104 (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					case DOT11_CIPHER_ALGO_WEP:
						wprintf(L"WEP (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					default:
						wprintf(L"Other (0x%x)\n", pBssEntry->dot11DefaultCipherAlgorithm);
						break;
					}

					wprintf(L"  Flags[%u]:\t 0x%x", j, pBssEntry->dwFlags);
					if (pBssEntry->dwFlags) {
						if (pBssEntry->dwFlags & WLAN_AVAILABLE_NETWORK_CONNECTED)
							wprintf(L" - Currently connected");
						if (pBssEntry->dwFlags & WLAN_AVAILABLE_NETWORK_CONNECTED)
							wprintf(L" - Has profile");
					}
					wprintf(L"\n");

					wprintf(L"\n");
				}
			}
		}

	}

        //通知の解除
	if (hClient != NULL) {
		dwResult = WlanRegisterNotification(hClient, WLAN_NOTIFICATION_SOURCE_NONE, TRUE, NULL, NULL, NULL, &dwPrevNotif);
	}
	if (pBssList != NULL) {
		WlanFreeMemory(pBssList);
		pBssList = NULL;
	}

	if (pIfList != NULL) {
		WlanFreeMemory(pIfList);
		pIfList = NULL;
	}

	return dwRetVal;
}

このサンプルを実行すると、

wlan_notification_acm_scan_complete
wlan_notification_acm_scan_list_refresh

が出力され、さらに無線LANインターフェースと最新の利用可能なネットワーク情報が出力されたはずです。
WlanScan()は結果の取得までに数秒(4秒以内)かかるため、スキャン完了通知を待つ処理を入れています。4秒以内に取得できない場合はタイムアウトするようです。
なお、一度接続済みで、プロファイルが保存されているネットワークが見つかった場合、同じSSIDのネットワークが重複して取得されています(プロファイル情報ありのものと、プロファイル情報無しのもの)。
利用可能なネットワーク一覧結果を表示する場合は、必要に応じてスクリーニングすることになるかと思います。

これでさっき立てたばかりのアクセスポイントも取得できるようになりました。
このように、より信頼性の高いアプリには通知の取得が必須だと思います。

次回はアクセスポイント接続に関するエントリを投稿したいと思います。