蓝牙学习笔记之HCI协议（一）
目录
协议浅述
HCI简介
HCI协议数据格式
HCI Command Packet
HCI ACL Data Packet
HCI Synchronous(SCO) Data Packet
HCI Event Packet
HCI命令和事件介绍
Inquiry command
Write Local Name Command
Read BD_ADDR Command
HCI协议数据分析
协议浅述
所谓协议就是一个数据通讯规范，因此有两个学习核心是不变的：协议的使用场景（服务对象）和数据通讯格式，所以我接下来按这两个方面来进行说明！
HCI简介
HCI层为上层级提供了一个统一访问hci控制器的接口，其接口为一系列的指令和事件，其接口适用于BR/EDR控制器、BR/EDR/LE控制器、LE控制器、AMP控制器，与底层的结构关系如下图：
两个蓝牙设备点对点hci层的交互过程如下图所示：
主机（用户软件）对蓝牙芯片的控制都是通过协议规范中定义的指令，来控制蓝牙控制器（蓝牙芯片）进入相应的工作模式，例如在蓝牙启动的时候，主机会发送的复位，设置蓝牙名称、设置pincode等指令，当控制器完成相关的操作之后会返回相应的事件通知主机。
当蓝牙发起连接之后，在协商好双方的配置信息之后，hci会根据实际的需要建立acl或者sco链路，这两个链路都是为传输上层的协议。从这里可以看出hci有四种协议包，下面会介绍 ！
HCI协议数据格式
HCI以命令的形式去访问控制器。HCI链路命令提供了去连接其他控制器的能力。如ER/EDR控制器包含链路管理和链路控制等命令用于与远端设备交互。
HCI命令的处理完成时间是不确定的，所以当一个命令处理完之后会针对这个命令返回一个事件
在传输过程中会有一个句柄，用于识别主机之间的逻辑通道和控制器，共有三种类型的句柄：连接句柄、逻辑链路句柄和物理链路句柄。
HCI共有四种类型的数据包：command（0x01）、acl（0x02）、sco（0x03）和event（0x04）。
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HCI Command Packet
Command的数据包格式如下图：
其中opcode（操作码）由ogf（opcode group field，6个bits）和ocf（opcode command field，10个bits）组成，详细内容将在下章介绍。
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HCI ACL Data Packet
ACL data用于两个控制器之间的非同步数据交换，如播放音乐的数据，的数据包格式如下图：
其中中PB Flag（指明包适用范围）和BC Flag（广播标志）的描述如下：
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HCI Synchronous(SCO) Data Packet
SCO data用于两个控制器之间的同步的数据的交换，例如蓝牙通话的数据，的数据包格式如下图：
其中packet_status_flag的描述如下：
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HCI Event Packet
HCI事件包用于有事件发生时控制器通知主机，其数据格式入下图：
其中事件代码将在后面章节中具体介绍。
HCI命令和事件介绍
由于命令和事件类型太多，在此不可能一一介绍，具体请参考蓝牙核心协议关于hci的章节，在本小节将举几个典型的例子进行分析。
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Inquiry command
发送这个命令之后，控制器将进入查询模式，去发现周围的设备，命令的操作组为0x01，操作命令为0x0001，参数为LAP(Lower Address Part)、inquiry_length、num_responses，在core_V5.0的Vol 2,Part E,7.1.1章节，参数描述如下图：
控制器收到该命令之后会回复inquiry complete事件和inquiry result事件，如下：
Event parameter内容请参考核心协议，这里我们就不详细描述了。
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Write Local Name Command
这条指令用于设置控制器的蓝牙名称，命令的操作组为0x03，操作命令为0x0013，参数为local name，name编码格式为UTF-8，在core_V5.0的Vol 2,Part E,7.3.11 章节。
控制器收到该命令之后会回复command complete事件，返回事件参数描述如下：
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Read BD_ADDR Command
这条指令用于读取控制器的蓝牙地址，命令的操作组为0x04，操作命令为0x0009，无参数，在core_V5.0的Vol 2,Part E,7.4.6 章节。
控制器收到该命令之后会回复事件状态和参数，返回事件参数描述如下：
这里我们已经列举了三个例子作为说明，其他命令和事件在核心协议中都有具体的描述，有兴趣可以去看蓝牙核心规范，下章我们将对具体的hci的log进行分析，以便对hci有更深的理解。
HCI协议数据分析
分析的log使用手机进行抓取，在这里只贴取四个分析，其余部分的和log文件会在放在最下面的网盘链接中。
其中蓝色的部分是数据包的类型，红色为具体的hci的数据，在这里我们将解析到l2cap开始建立为止，至于l2cap部分我们将在l2cap分析中说明。
1、Host：（在core_V5.0中的位置：Vol 2,Part E,7.3.2 Reset Command）
00000001 00000011 00001100 00000000
Command：00000001（0x01）
Opcode： 00000011 00001100（ogf：000011（0x03），ocf：0000000011（0x03））根据ogf和ocf查表可知为复位指令
Paramter total length：00000000（参数长度为零，即没有参数）
2、Controller：
00000100 00001110 00000100 00000001 00000011 00001100 00000000
Event：00000100（0x04）
Event code：00001110（0x0e，命令完成指令）
Paramter total length：00000100 （参数长度为4）
Num hci command packet：00000001（表明controller还可以接收1个host的指令）
Opcode： 00000011 00001100（ogf：000011（0x03），ocf：0000000011（0x03））指明是对reset指令的回复
Status：00000000（零为成功，其他为失败，具体参考失败码）
3、Host：（在core_V5.0中的位置：Vol 2,Part E,7.4.5 Read Buffer Size Command）
00000001 00000101 00010000 00000000
Command：00000001（0x01）
Opcode： 00000101 00010000（ogf：000100（0x04），ocf：0000000101（0x05））根据ogf和ocf查表可知为读取buffer大小的指令
Paramter total length：00000000（参数长度为零，即没有参数）
4、Controller：
00000100 00001110 00001011 00000001 00000101 00010000 00000000 00000000 00000100 00111100 00000111 00000000 00001000 00000000
Event：00000100（0x04）
Event code：00001110（0x0e，命令完成指令）
Paramter total length：00001011 （参数长度为11）
Num hci command packet：00000001（表明controller还可以接收1个host的指令）
Opcode： 00000101 00010000（ogf：000100（0x04），ocf：0000000101（0x05））指明是对read buffer指令的回复
后面为具体的参数内容，其在指令的返回值中有描述，下同：
Status：00000000（零为成功，其他为失败，具体参考失败码）
HC_ACL_Data_Packet_Length：00000000 00000100（0x0400=1024）
HC_Synchronous_Data_Packet_Length: 00111100（0x3c=60）
HC_Total_Num_ACL_Data_Packets: 00000111 00000000（0x7=7）
HC_Total_Num_Synchronous_Data_Packets: 00001000 00000000（0x8=8）
上面我只举了四个协议交互例子进行分析，具体的协议的log以及数据分析，以及相关资料，请到我的博客<蓝牙学习笔记（序）>最下面的网盘链接中下载！