Android Bluetooth（一） — 蓝牙模块代码整体架构

0. 前言

  我之前提过，我目前接触的最多的Android 版本是 Android kk（4.4）与Android P（9.0），因为最近在Android kk上做了一个wifi模组的移植适配工作，因此对WiFi&BT模块有了些了解，本系列主要基于Android kk进行了解分析，也许其他版本有些出入，但不影响我们理解主要流程，蓝牙工作的主干流程是没有变的，上电、加载驱动这些动作少不了的，只是这些功能的实现代码位置变了不少。希望本文可以让大家对android 4.4的蓝牙部分代码有一个初步的了解。

  入手一个新的模块或应用，当然首先要知道它都有什么了，与它相关的代码在那里，所以先一起看下蓝牙代码分布吧。

1. 代码分布

• packages/apps/settings/
  settings下面有BluetoothUI部分代码。主要负责蓝牙的开/关和蓝牙设备查找等。
• packages/apps/Bluetooth/
  看这路径肯定是蓝牙应用方面的代码了，主要是关于蓝牙应用协议的表现代码，包括opp、hfp、hdp、a2dp、pan等等，这些名词后面再解释
  编译出来便是蓝牙的Bluetooth.apk文件，提供上层服务和底层交互。这个目录里的代码更像一个桥梁承上启下的作用，承上：通过Binder和framework/base/core/java/android/bluetooth蓝牙服务通信。启下：通过 JNI和external/bluetooth/blueroid蓝牙协议通信。
• frameworks/base/core/java/android/server/
  4.2以后这个目录虽然还有了，但里面代码已经转移到应用层了，就是前面那个目录，所以4.2.2上的蓝牙这里可以忽略。
• framework/base/core/java/android/bluetooth
  这个目录里面有供java层使用一些类，也有对应的aidl文件联系C、C++部分的代码，还是挺重要的。
• kernel\drivers\bluetooth Bluetooth
  具体协议实现。包括hci,hid，rfcomm,sco,SDP等协议
• kernel\net\bluetooth Linux kernel
  对各种接口的Bluetoothdevice的驱动。例如：USB接口，串口等，上面kernel这两个目录有可能看不到的，但一定会有的。
• external\bluetooth\bluedroid 官方蓝牙协议栈。相当于蓝牙HAL操作。供所有蓝牙的实际操作，开关蓝牙，HCI，ACL，SCO，L2CAP，RFComm，蓝牙的所有Profile等。
• system\bluetoothBluetooth 适配层代码，和framework那个作用类似，是串联framework与blueZ的工具。

  大致代码分布就是这些，协议栈的代码也可包含在模组商提供的蓝牙驱动代码里，这些代码可能因为项目的原因放置在不同路径里，但是应该都存在，不会缺少，初步查看后让我们再来看下蓝牙的整体结构。

2. 整体结构

1. Applications是蓝牙相关的上层应用UI部分，这里我们主要分析 Settings APP下面有关蓝牙的部分。

2. Java Framework主要是蓝牙服务的API 接口，提供给Settings APP下蓝牙设置调用。

3. Bluetooth APP是 packages/apps/Bluetooth/ 下面的代码，提供蓝牙的核心服务，主要是通过JNI 调用 Bluedroid 蓝牙协议栈。

4. Bluedroid 蓝牙协议栈，是external\bluetooth\bluedroid下面的代码，实现了具体蓝牙打开，关闭，查找等功能。

3. 常用类和名词解释

1. \packages\apps\Settings\src\com\android\settings\bluetooth

   • BluetoothEnabler.java 界面上蓝牙开启、关闭的开关就是它了，
   • BluetoothSettings.java 主界面，用于管理配对和连接设备
   • LocalBluetoothManager.java 提供了蓝牙API上的简单调用接口，这里只是开始。
   • CachedBluetoothDevice.java 描述蓝牙设备的类，对BluetoothDevice的再封装
   • BluetoothPairingDialog.java 那个配对提示的对话框

2. /packages/apps/Phone/src/com/android/phone/

   • BluetoothPhoneService.java 在phone的目录肯定和电话相关了，蓝牙接听挂断电话会用到这个

3. /packages/apps/Bluetooth/src/com/android/bluetooth/btservice/

   • AdapterService.java 4.2后才有的代码，蓝牙打开、关闭、扫描、配对都会走到这里，其实更准确的说它替代了4.1之前的BluetoothService.java，原来的工作就由这个类来完成了。说到这里不能不说4.2蓝牙的目录变了，在4.1及以前的代码中packages层的代码只有opp协议相关应用的代码，也就是文件传输那部分，而4.2的代码应用层的代码则丰富了许多，按具体的蓝牙应用协议来区别，分为以下文件夹（这里一并对蓝牙一些名词作个简单解释）：

     • a2dp 蓝牙立体声，和蓝牙耳机听歌有关那些，另还有个avrcp–音频/视频远程控制配置文件，是用来听歌时暂停，上下歌曲选择的。
     • btservice 这个前面AdapterService.java的描述大家应该能猜到一些，关于蓝牙基本操作的目录，一切由此开始。
     • hdp 蓝牙关于医疗方面的应用 Bluetooth Health Device Profile
     • hfp 和电话相关，蓝牙接听、挂断电话 Hands-free Profile
     • hid 人机交互接口，蓝牙鼠标键盘什么的就是这个了
     • opp 不多解释，以前就有。
     • pan 描述了两个或更多个 Bluetooth 设备如何构成一个即时网络，和网络有关的还有串行端口功能(SPP)，拨号网络功能(DUN)
     • pbap 电话号码簿访问协议(Phonebook Access Profile)

  android 4.4的蓝牙应用层部分代码更丰富了，虽然有些目录还没具体代码，不过说不准哪个版本更新就有了，就像4.0添加了hdp医疗那部分一样。

  另外原本在framework的JNI代码也被移到packages/apps/bluetooth当中。

4. /frameworks/base/core/java/android/bluetooth/

   • BluetoothA2dp.java A2DP的功能实现
   • BluetoothAdapter.java 蓝牙action的定义，虚拟设备属性以及操作方法
   • BluetoothAudioGateway.java 蓝牙语音网关
   • BluetoothClass.java 蓝牙设备类型的定义
   • BluetoothDevice.java 蓝牙设备属性
   • BluetoothDevicePicker.java 定义远程蓝牙设备的特性，比如需要认证，设备类型
   • BluetoothHeadset.java 定义蓝牙headset功能的属性以及接口
   • BluetoothInputStream.java 蓝牙流接口的实现（输入流）
   • BluetoothOutputStream.java 蓝牙流接口的实现（输出流）
   • BluetoothServerSocket.java 蓝牙socket服务端具备的方法
   • BluetoothSocket.java 蓝牙socket的封装
   • BluetoothUuid.java 蓝牙uuid的定义以及uuid的解析

  以上java文件在使用具体功能会用到，现在只是简单描述下，至于具体使用在后续文章用到时再给出。同时代码说明部分也就写这些了

  对于C、C++部分的代码一方面没看那么多，另一方面根据android JNI的命名习惯，大家找起来也很容易。

4. 以蓝牙 打开 enable 为例简单说明下蓝牙工作的整个过程：

Settings UI enable() ----->> Framwork BluetoothManagerService enable()------>>> Bluetooth APP AdapterService enable()------>>>Bluedroid enableNative().

5. 后续分析

  前面从整体上描述蓝牙的基本知识，落实在具体的代码分析上，我们按几个主线功能来走，蓝牙的开关、搜索配对、蓝牙耳机与电话和文件传输

  这几个也算是蓝牙的常用必备功能了，所以在后续文章中将按着这个顺序来跟一下它们代码调用流程。希望可以让你快速的了解蓝牙，当然如果有失误写错的地方，欢迎反馈，谢谢。