android下调试3G之Ril库分析

一、基本架构概述    

      Android RIL (Radio Interface Layer)提供了Telephony服务和Radio硬件之间的抽象层。RIL负责数据的可靠传输、AT命令的发送

以及response（响应）的解析。一般的，应用处理器（AP）通过AT命令集与无线通讯模块（基带/BP）通信。通信的方式又分为主动

请求的request(诸如拨号、发短信……)，以及Modem主动上报的例如信号强度、基站信息、来电、来短信等，称之为

unsolicitedresponse（未经请求的响应）。系统框架如下图：

二、ril-daemon的启动：

      ril-daemon进程是由init进程在系统开机时负责启动的，该进程在我们系统启动之后就一直存在在系统里面了。

在init.rc(.../out/target/product/sabresd_6dq/root/init.rc对应源码  .../system/core/rootdir/init.rc)中可以看到如下代码：

      service ril-daemon /system/bin/rild -l /system/lib/libreference-ril.so -- -d /dev/ttyUSB2 # -u /dev/ttyUSB0

               class main

               socket rild stream 660 root radio

               socket rild-debug stream 660 radio system

               user root

               group radio cache inet misc audio sdcard_rw log

      ril-daemon守护进程指的是system/bin/下的可执行程序rild，而rild是由.../hardware/ril/rild/目录下的rild.c文件编译生成的。

三、rild启动流程分析

      1、rild（hardware/ril/rild/rild.c）：仅实现main函数作为整个ril层的入口点，负责完成初始化。

      2、libril.so（hardware/ril/libril/*）：与rild结合相当紧密，是其共享库，编译时就已经建立了这一关系。

           组成部分为：rild.cpp、ril_event.cpp。libril.so驻留在rild这一守护进程中，主要完成同上层通信的工作，接受ril请求并传递

           给libreference-ril.so，同时把libreference-ril.so的反馈传给调用进程。

      3、libreference-ril.so（hardware/ril/libreference-ril/*）：rild通过dlopen方式加载，主要负责跟Modem硬件通信。它转换来自

           librild.so的请求为AT命令，同时监控Modem的反馈信息，并传递回libril.so。在初始化时，rild通过符号RIL_Init获取一组函数

           指针并以此与之建立联系。

      4、radiooptions（hardware/ril/rild/radiooptions.c）：radiooptions通过获取启动参数。利用socket与rild通信，可供调试时配置

           Modem参数。

      5、rild.c 代码分析

          1）dlHandle = dlopen(rilLibPath, RTLD_NOW);//打开动态链接库，根据上面脚本中的语句打开的为：

                /system/lib/libreference-ril.so库

           2）rilInit = (const RIL_RadioFunctions *(*)(const struct RIL_Env *, int, char **))dlsym(dlHandle, "RIL_Init");       

               根据动态链接库操作句柄与符号，返回对应的地址，这里返回"RIL_Init"函数地址，该函数在libreference-ril.so库里面定义

               rilLibPath是通过property属性值的方式来获取的。它的值为：“/system/lib/libreference-ril.so “动态库文件的属

        性值。                     

          3）RIL_startEventLoop()：开启libril.so中的event机制，在RIL_startEventLoop()中是最核心的由多路I/O驱动的信息循环。

          4）RIL_Init：初始化libreference-ril.so，也就是跟硬件或模拟硬件Modem通信的部分，通过RIL_Init函数完成，函数的返回值

              为rilInit为一个RIL_RadioFunctions类型的结构体的指针。

          5）RIL_register( )：通过RIL_Init获取一组函数指针RIL_RadioFunctions  s_callbacks，并通过RIL_register完成注册，并打开

              接受上层命令的socket通道。

四、RIL_startEventLoop( )函数分析

      1、ret = pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL)：创建一个消息循环的s_tid_dispatch线程，它的回调函数

           eventLoop( )。

      2、while (s_started == 0) {

                     pthread_cond_wait(&s_startupCond, &s_startupMutex);

          }：如果eventLoop( )方法不执行，RIL_startEventLoop( )方法就不会返回。

五、eventLoop( )函数分析

      1、s_started = 1：改变s_started 的值，让RIL_startEventLoop( )能正常结束。

      2、ril_event_init()：初始化ril_event.cpp几个非常重要的成员变量：readFds、timer_list、pending_list、watch_table。

      3、ril_event_set (&s_wakeupfd_event, s_fdWakeupRead, true,processWakeupCallback, NULL)：注册进程唤醒时的回调。

      4、ril_event_loop( )：建立起消息队列机制。

六、ril_event.cpp代码分析

      每个ril_event结构，与一个fd句柄绑定（可以是文件，socket，管道等），并且每一个func指针所指的函数是个回调函数，它指定

了当所有绑定的fd准备好进行读取时所要进行的操作。

      1、fd_set  readFds：存放所有的ril_event对应的fd信息，便于通socket（）来查找对应的ril_event消息。

      2、fil_event  * watch_table[ MAX_FD_EVENTS ]：监听事件队列，就是一个ril_event数据类型的链表或者数组。

      3、ril_event  timer_list：超时事件队列，也就是说本来某某事件是在time_table里面的，表示正在被监听，过了些时间，超时了

          还没有被触发，那么这个事件被扔pending_list里面，待执行。

      4、ril_event  pending_list：待执行的事件集合。

      5、Ril_event_loop就是一个for的无限循环，在这个for内部看到select函数了，其实select只监测read的fd_set，所要监听的

     fd都存放在全局变量readFds中，ptv决定select block的形态，要么设定时间block直到到期，要么无限block直到有监听fd上

     数据可读，当select返回后就会查找是哪个事件的fd的触发的，然后通过firePending()呼叫该事件的callback。注意这是循

     环的内部，也就是说每当select返回并执行其他动作之后，又会重新把readFds加到select中。熟悉Linux的同学应该很清楚这

     种IO多路复用的select机制。

七、RIL_Init（）函数分析

    首先通过参数获取硬件接口的设备文件或模拟硬件接口的socket. 接下来便新开一个线程继续初始化，即mainLoop。mainLoop

的主要任务是建立起与硬件的通信，然后通过read方法阻塞等待硬件的主动上报或响应在注册一些基础回调（timeout,readerclose）

后，mainLoop首先打开硬件设备文件，建立起与硬件的通信，s_device_path和s_port是前面获取的设备路径参数，将其打开。

RIL_Init的主要任务：

    1、向librefrence.so注册libril.so提供的接口RIL_Env；

    2、创建一个mainLoop工作线程，用于初始化AT模块，并监控AT模块的状态，一旦AT被关闭，则重新打开并初始化AT；

    3、当AT被打开后，mainLoop工作线程将向Rild提交一个定时事件，并触发eventLoop来完成对modem的初始化；

    4、创建一个readLoop工作线程，用于从AT串口中读取数据；

    5、返回librefrence.so提供的接口RIL_RadioFunctions；

    6、ret = pthread_create(&s_tid_mainloop, &attr, mainLoop, NULL)：创建一个mainLoop线程 

    7、RIL_requestTimedCallback(initializeCallback, NULL, &TIMEVAL_0)：有了响应机制，通过此函数跑到

      initializeCallback中，执行一些Modem的初始化命令，主要都是AT命令方式。

八、at_open( )函数分析

    1、ret = pthread_create(&s_tid_reader, &attr, readerLoop, &attr)：创建readerLoop工作线程，该线程用于从串口读取

      数据。AT指令都是以/r/n或/n/r的换行符作为分隔符的，所以readerLoop是line驱动的，除非出错，超时等，否则会读到一

      行完整的相应或主动上报，才会返回，这个循环跑起来以后，基本的AT响应机制已经建立起来了。

    2、readerLoop（）函数分析

      for (;;) {

           . . . . . .

           line2 = readline();//AT命令都是以/n/r/t结束，都是一行为单位读取

           processLine(line); //处理接收到的数据，根据line中的指令调用不同的回调函数

           . . . . . .

      }

九、RIL_register( )函数分析

    在RIL_init结束时的返回值为rilInit（RIL_RadioFunctions结构体类型），先来看看RIL_RadioFunctions结构体的构成，其中

最重要的是onRequest，上层来的请求都由这个函数进行映射后转换成对应的AT命令发给硬件。RIL_register的另外一个重要的作用

是：打开和上层通信的socket管道。有了这样一个通道，上层App就可以同过这个通道来和Modem端通信，Modem端也可以通过这个通

道向上层App发送响应消息了。

    1、typedef struct {

                  int version;       //Rild版本 /* set to RIL_VERSION */

                  RIL_RequestFunc onRequest;//AP请求接口 

                  RIL_RadioStateRequest onStateRequest;//BP状态查询

                  RIL_Supports supports;

                  RIL_Cancel onCancel;

                  RIL_GetVersion getVersion;//动态库版本  

             } RIL_RadioFunctions;

      2、监听rild  Socket管道

          s_fdListen = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL);// 得到名为rild的socket句柄 

          ret = listen(s_fdListen, 4);

          此处即监听上层RIL_java中创建的那个“rild”的socket。

      3、监听rild——deBug  Socket管道

          s_fdDebug = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL_DEBUG);// 得到调试socket的句柄rild-debug

          ret = listen(s_fdDebug, 4);

      4、ril_event_set (&s_listen_event, s_fdListen, false,listenCallback, NULL)：设置s_listen_event事件，一旦有客户端连接，即

          s_fdListen可读就会导致eventLoop工作线程中的select返回，因为该事件不是持久的，因此调用为listenCallback处理完后，将

          从watch_table移除该事件，所以Rild只支持一个客户端连接。

      5、rilEventAddWakeup (&s_listen_event)： 添加s_listen_event事件，并触发eventLoop工作线程。

十、listenCallback（）函数分析

      1、s_fdCommand = accept(s_fdListen, (sockaddr *) &peeraddr, &socklen)：接收一个客户端的连接，并将该socket连接保存在

          变量s_fdCommand中。

      2、p_rs = record_stream_new(s_fdCommand, MAX_COMMAND_BYTES)：p_rs为RecordStream类型，它内部会分配一个缓冲

          区来存储客户端发送过来的数据。

      3、ril_event_set (&s_commands_event, s_fdCommand, 1,processCommandsCallback, p_rs)：添加一个针对接收到的客户端连

          接的处理事件，从而在eventLoop工作线程中处理该客户端的各种请求 。