Wi-Fi Direct 源码分析（10）：从 GO Negotiation 结果到 P2P-GROUP-STARTED

摘要：从 wpas_go_neg_completed() 的 GO/Client 分叉继续，追踪 WPS provisioning、关联、4-Way Handshake 与 P2P-GROUP-STARTED。

在这里插入图片描述

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第 09 篇停止在一个明确边界：P2P Core 已经完成 GO Negotiation，并通过：

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cfg->go_neg_completed
    ↓
wpas_go_neg_completed()

把 struct p2p_go_neg_results 交回 wpa_supplicant。此时已经知道：

  • 哪一端成为 GO；
  • 哪一端成为 Client；
  • Group 使用的频率/信道；
  • peer device/interface address；
  • classic 路径使用的 WPS method；
  • Group ID/SSID 等后续 formation 参数。S1

但此时仍未完成真正可用的数据连接。本篇只解决 GO Negotiation 之后的 Group Formation 与安全建立过程，直到 P2P-GROUP-STARTED。

1. 先把五个容易混在一起的术语固定下来

PBC

PBC = Push Button Configuration，属于 WPS provisioning method。p2p_connect <peer> pbc 表示经典 Group Formation 后续使用 WPS PBC，不表示存在一个名为“PBC Negotiation”的独立协议阶段。S3

Provision Discovery

Provision Discovery 是第 09 篇已经分析的可选 P2P Public Action exchange，用于在 GO Negotiation 前确认 provisioning/config method。它不是 WPS credential exchange 本身。

GO Negotiation

GO Negotiation 解决 GO/Client 角色、Channel List、Operating Channel、Interface Address、Configuration Timeout 等 Group Formation 参数。它结束时产生 p2p_go_neg_results，但并不直接建立最终 WPA 数据链路。S2

WPS provisioning

经典 Wi-Fi Direct Group Formation 中，GO 作为 WPS Registrar，Client 作为 WPS Enrollee。双方通过 EAP-WSC/WPS exchange，把 Client 真正加入 Group 所需的 SSID 和安全 credential 交付下来。S3

4-Way Handshake

WPS 得到 credential 后，Client 还要使用正常 WPA/RSN 安全流程重新建立数据连接。4-Way Handshake 使用 EAPOL-Key M1/M2/M3/M4 派生、确认和安装 PTK，并完成 GTK 等组密钥分发；成功后 supplicant 进入 WPA_COMPLETED。这一步才代表 Client 的加密数据端口真正具备正常工作条件。S4

所以 classic 主线是：

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flowchart LR
    A["GO Negotiation"] --> B["角色/信道/Group 参数"]
    B --> C["WPS provisioning"]
    C --> D["得到 WPA/RSN credential"]
    D --> E["重新关联"]
    E --> F["4-Way Handshake"]
    F --> G["WPA_COMPLETED"]

2. wpas_go_neg_completed()：GO Negotiation 与 Group Formation 的真正分界

P2P 初始化时：

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p2p.go_neg_completed = wpas_go_neg_completed;

所以第 09 篇 Core 的完成事件最终回到：

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wpas_go_neg_completed()

该函数先处理成功/失败、Group interface、协商结果，然后出现最关键的角色分叉：S1

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if (res->role_go) {
        wpas_start_go(group_wpa_s, res, 1, group_wpa_s->p2p_mode);
} else {
        os_get_reltime(&group_wpa_s->scan_min_time);
        if (res->p2p2)
                wpas_start_gc(group_wpa_s, res);
        else
                wpas_start_wps_enrollee(group_wpa_s, res);
}

本文跟踪 classic 路径，因此：

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flowchart TD
    A["wpas_go_neg_completed()"] --> B{"res->role_go"}
    B -->|"GO"| C["wpas_start_go()"]
    B -->|"Client"| D{"res->p2p2"}
    D -->|"classic / false"| E["wpas_start_wps_enrollee()"]
    D -->|"P2P2 / true"| F["wpas_start_gc() - 本文不展开"]

这也是第 09 与第 10 篇的拆分点：前者结束“协商”，后者开始“真正创建/加入 Group”。

3. 本端成为 GO：wpas_start_go() 先创建临时 Group network

当 res->role_go == 1 时进入：

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wpas_start_go()

它先复制 GO Negotiation 结果，再创建一个临时 struct wpa_ssid network，并把 Group Formation 所需参数写进去：S1

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ssid = wpa_config_add_network(wpa_s->conf);
...
wpa_config_set_network_defaults(ssid);
ssid->temporary = 1;
ssid->p2p_group = 1;
ssid->p2p_persistent_group = !!params->persistent_group;
ssid->mode = group_formation ? WPAS_MODE_P2P_GROUP_FORMATION :
        WPAS_MODE_P2P_GO;
ssid->frequency = params->freq;
ssid->proto = WPA_PROTO_RSN;
ssid->pairwise_cipher = WPA_CIPHER_CCMP;
ssid->group_cipher = WPA_CIPHER_CCMP;

当前从 GO Negotiation 进入时：

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group_formation = 1

所以 network 首先处于：

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WPAS_MODE_P2P_GROUP_FORMATION

而不是最终的 WPAS_MODE_P2P_GO。这个 mode 本身就是一个生命周期标志：GO 角色已经确定，但 WPS Group Formation 尚未完成。

4. wpas_start_go() 为什么注册 p2p_go_configured() callback

wpas_start_go() 不会在一个同步调用栈里直接把 AP/GO 完全启动。它配置好 network 后，建立后续回调：

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wpa_s->ap_configured_cb = p2p_go_configured;
wpa_s->ap_configured_cb_ctx = wpa_s;
wpa_s->ap_configured_cb_data = wpa_s->go_params;
...
wpa_supplicant_req_scan(wpa_s, 0, 0);

这里重新使用 wpa_supplicant 正常的网络选择/AP setup 状态机；GO/AP 配置真正完成后，回调：

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p2p_go_configured()

被调用。S1

经典 PBC 路径中，p2p_go_configured() 最终启动 GO 侧 WPS Registrar：

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p2p_go_configured()
    ↓
wpa_supplicant_ap_wps_pbc()
    ↓
GO 等待 Client 的 WPS Enrollee

所以 GO 主线不是：

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wpas_start_go() -> Group 完成

而是：

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flowchart TD
    A["wpas_start_go()"] --> B["创建临时 P2P Group network"]
    B --> C["启动 AP/GO setup"]
    C --> D["ap_configured_cb"]
    D --> E["p2p_go_configured()"]
    E --> F["wpa_supplicant_ap_wps_pbc()"]
    F --> G["GO 作为 WPS Registrar 等待 Client"]

5. 本端成为 Client：wpas_start_wps_enrollee() 进入 WPS 加组

当 res->role_go == 0 且不是 P2P2 时：

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wpas_start_wps_enrollee()

该函数保存 GO Negotiation 结果，并按 WPS method 分流。PBC 路径直接调用：S1

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if (res->wps_method == WPS_PBC) {
        wpas_wps_start_pbc(wpa_s, res->peer_interface_addr, 1, 0);

wpas_wps_start_pbc() 位于 wpa_supplicant/wps_supplicant.c，其内部创建一个临时 WPS network：

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wpas_wps_start_pbc()
    ↓
wpas_wps_add_network()
    ↓
建立临时 WPA_KEY_MGMT_WPS network
    ↓
wpas_wps_reassoc()
    ↓
wpa_supplicant_req_scan()

这里出现的 scan 和第 07/08 篇 Device Discovery scan 目的完全不同：

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Device Discovery scan
    目标：发现附近 P2P Device

Group Formation scan
    目标：找到 GO Negotiation 已经确定的 GO BSS / SSID，准备关联

6. Client 如何从 scan 走到 association，再进入 EAP-WSC / WPS

WPS 临时 network 进入正常 supplicant 网络选择流程后，Client 会：

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扫描 GO BSS
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选择匹配的 WPS network
    ↓
802.11 Authentication / Association
    ↓
进入 WPA_KEY_MGMT_WPS
    ↓
EAPOL / EAP-WSC

这里 WPS 的作用不是完成最终 WPA 4-Way Handshake，而是安全地把后续连接需要的 credential 交给 Enrollee。S3

WPS Core 收到 Credential 后，通过 callback 进入：

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wpa_supplicant_wps_cred()

它把 WPS 临时 network 转换/替换为真正的 WPA/RSN network 配置，关键内容包括：

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SSID
WPA2/RSN security parameters
PSK / passphrase
cipher / key management

因此 WPS 的输出是“后续正常安全连接所需要的配置”，不是“业务数据连接已经完成”。

7. WPS success 怎样进入 P2P-GROUP-FORMATION-SUCCESS

WPS 成功事件最终进入：

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wpas_p2p_wps_success()

Client 与 GO 都会借此向 P2P Group Formation 汇总。hostap 2.12 中该路径最终调用：S1

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wpas_group_formation_completed()

成功时上报：

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P2P-GROUP-FORMATION-SUCCESS

这个事件的含义是：classic P2P Group Formation / WPS provisioning 已经成功。

它与：

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P2P-GROUP-STARTED

不是同一个时机，尤其 Client 侧还必须完成后续正常 WPA/RSN 数据连接。

8. 为什么 Client WPS 成功以后还要断开并重新连接

WPS 阶段使用的是：

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WPA_KEY_MGMT_WPS

而 wpa_supplicant_wps_cred() 已经得到真正的 WPA/RSN credential。WPS session 结束以后，Client 必须切回正常网络安全配置。

wpas_wps_eapol_cb() 识别到这一转换条件后执行：S1

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wpas_wps_eapol_cb()
    ↓
wpa_supplicant_deauthenticate()
    ↓
reassociate = 1
    ↓
eloop_register_timeout(..., wpas_wps_assoc_with_cred, ...)

随后 wpas_wps_assoc_with_cred() 使用新 credential 重新寻找/关联 GO。

这一步非常关键，因为它解释了为什么：

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WPS 成功

并不等于：

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WPA_COMPLETED

WPS 是“拿到钥匙和网络参数”；重新关联 + WPA/RSN handshake 才是“使用这些安全材料真正把数据链路建立起来”。

9. 4-Way Handshake 在这条链上处于什么位置

Client 使用 credential 重新关联 GO 后，进入正常 WPA2/RSN Personal 数据连接流程。这里会出现 EAPOL-Key 4-Way Handshake。S4

概念链可以固定为：

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sequenceDiagram
    participant GO as GO / Authenticator
    participant C as P2P Client / Supplicant
    GO->>C: M1 - ANonce
    C-->>GO: M2 - SNonce + MIC
    GO->>C: M3 - MIC + key install / GTK data
    C-->>GO: M4 - acknowledgement

其核心作用是：

  • 双方基于已经持有的 PMK/PSK 与 nonce/address 派生并确认 PTK；
  • Client 安装用于单播保护的 PTK；
  • 获取并安装组播/广播所需 GTK；
  • 完成受保护数据端口建立所需的安全状态。

因此完整的 Client path 是：

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WPS provisioning
    ↓
获得 SSID + PSK/passphrase 等 credential
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重新关联 GO
    ↓
4-Way Handshake
    ↓
WPA_COMPLETED

10. WPA_COMPLETED 怎么走到 wpas_p2p_completed()

正常 supplicant 状态机进入：

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WPA_COMPLETED

时，wpa_supplicant.c 的状态切换逻辑会执行：

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wpa_s->after_wps = 0;
wpa_s->known_wps_freq = 0;
wpas_p2p_completed(wpa_s);

这就是 Client 的最终安全连接与 P2P Group 生命周期重新汇合的位置。S1

wpas_p2p_completed() 首先检查：

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if (!wpa_s->show_group_started || !ssid)
        return;

而第 7 节的 wpas_group_formation_completed() 在 Client 路径已经设置：

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show_group_started = 1

所以当 4-Way Handshake 成功、状态进入 WPA_COMPLETED 后：

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wpas_p2p_completed()
    ↓
wpas_p2p_group_started(..., go = 0, ...)
    ↓
P2P-GROUP-STARTED ... client ...

这解释了 Client 为什么必须等到 4-Way Handshake 之后才上报 Group Started。

11. GO 和 Client 为什么上报 P2P-GROUP-STARTED 的时机不同

wpas_group_formation_completed() 成功后会区分本端角色：S1

GO 侧

GO/AP 已经创建，WPS Group Formation 成功后可以直接调用：

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wpas_p2p_group_started(go=1)
    ↓
P2P-GROUP-STARTED ... GO ...

Client 侧

Client 不能在 WPS success 时立即报告数据连接已经可用，只先设置：

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show_group_started = 1

随后必须等待：

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WPS credential
    ↓
重新关联
    ↓
4-Way Handshake
    ↓
WPA_COMPLETED
    ↓
wpas_p2p_completed()

最终才调用：

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wpas_p2p_group_started(go=0)

完整差异可以记成：

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flowchart TD
    A["WPS / Group Formation 成功"] --> B["P2P-GROUP-FORMATION-SUCCESS"]
    B --> C{"本端角色"}
    C -->|"GO"| D["wpas_p2p_group_started(go=1)"]
    D --> E["P2P-GROUP-STARTED"]
    C -->|"Client"| F["show_group_started = 1"]
    F --> G["用 credential 重新关联"]
    G --> H["4-Way Handshake"]
    H --> I["WPA_COMPLETED"]
    I --> J["wpas_p2p_completed()"]
    J --> K["wpas_p2p_group_started(go=0)"]
    K --> E

12. P2P-GROUP-STARTED 最终在哪里构造

最终 control event 由：

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wpas_p2p_group_started()

构造，而不是由 driver、P2P Core 或 GO Negotiation Confirm 直接上报。S1

事件会包含：

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interface name
GO / client role
SSID
frequency
GO device address
persistent flag
必要的 credential / IP related extension

典型形态：

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P2P-GROUP-STARTED <ifname> GO ssid="DIRECT-xx" freq=<freq> ...

或：

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P2P-GROUP-STARTED <ifname> client ssid="DIRECT-xx" freq=<freq> ...

到这里，P2P Group 在 supplicant 生命周期上已经“Started”。IP 地址、DHCP、route 和真正的 TCP/UDP/ICMP 数据面不在本文展开。

13. 两条完整角色主线

GO 路径

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flowchart TD
    A["wpas_go_neg_completed(role_go=1)"] --> B["wpas_start_go()"]
    B --> C["临时 P2P Group network"]
    C --> D["AP/GO setup"]
    D --> E["p2p_go_configured()"]
    E --> F["WPS Registrar / PBC"]
    F --> G["Client 完成 WPS"]
    G --> H["wpas_p2p_wps_success()"]
    H --> I["wpas_group_formation_completed()"]
    I --> J["P2P-GROUP-FORMATION-SUCCESS"]
    J --> K["wpas_p2p_group_started(go=1)"]
    K --> L["P2P-GROUP-STARTED"]

Client 路径

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flowchart TD
    A["wpas_go_neg_completed(role_go=0)"] --> B["wpas_start_wps_enrollee()"]
    B --> C["wpas_wps_start_pbc()"]
    C --> D["scan / association 到 GO"]
    D --> E["EAP-WSC / WPS provisioning"]
    E --> F["wpa_supplicant_wps_cred()"]
    F --> G["P2P-GROUP-FORMATION-SUCCESS"]
    G --> H["wpas_wps_eapol_cb()"]
    H --> I["wpas_wps_assoc_with_cred()"]
    I --> J["重新关联 + 4-Way Handshake"]
    J --> K["WPA_COMPLETED"]
    K --> L["wpas_p2p_completed()"]
    L --> M["P2P-GROUP-STARTED"]

这两条图正好解释了旧文章中最容易被一条箭头链跳过的内容：GO Negotiation、WPS provisioning、association、WPA 4-Way Handshake 和 Group Started 属于不同机制，靠 callback 与状态机逐段连接。

关键源码索引

符号 本文位置 hostap 2.12
wpas_go_neg_completed() 角色分叉 p2p_supplicant.c
wpas_start_go() GO network p2p_supplicant.c
p2p_go_configured() GO callback p2p_supplicant.c
wpas_start_wps_enrollee() Client WPS p2p_supplicant.c
wpas_wps_start_pbc() WPS start wps_supplicant.c
wpa_supplicant_wps_cred() Credential wps_supplicant.c
wpas_wps_eapol_cb() WPS 后重连 wps_supplicant.c
wpas_wps_assoc_with_cred() 用 credential 重连 wps_supplicant.c
wpas_group_formation_completed() Formation success p2p_supplicant.c
wpas_p2p_completed() WPA_COMPLETED bridge p2p_supplicant.c
wpas_p2p_group_started() 最终事件 p2p_supplicant.c

资料来源

[S1] hostap 2.12 Git：Group Formation / WPS integration

[S2] Wi-Fi Direct Specification v1.9

  • 版本：v1.9
  • URL/文档：Wi-Fi Direct Specification v1.9
  • 使用位置：第 1、2 节
  • 支撑内容：GO Negotiation 与 Group Formation 的阶段边界和 P2P Group 角色。

[S3] WPS specification / hostap WPS implementation

[S4] hostap WPA/RSN supplicant implementation

  • 版本：hostap 2.12
  • 来源：src/rsn_supp、wpa_supplicant.c
  • 使用位置：第 1、9、10 节
  • 支撑内容：EAPOL-Key 4-Way Handshake、WPA_COMPLETED 与 P2P completion bridge。