Android的电话功能介绍——整个RIL文件夹的分析

 

介绍

本文档对Android RIL部分的内容进行了介绍，其重点放在了Android RIL的原生代码部分。包括四个主题：

1.Android RIL框架介绍

2.Android RIL与WindowsMobile RIL

3.Android RIL porting

4.Android RIL的java框架

在本文档中将Android代码中的重要模块列出进行分析，并给出了相关的程序执行流程介绍，以加深对模块间交互方式的理解。

对于java代码部分，这里仅进行简单的介绍。如果需要深入了解，可以查看相关参考资料。

本文档中还对Android RIL的Porting部分内容进行了描述和分析。

针对对unix操作系统环境并不熟悉的读者，本文档中所涉及到的相关知识包括：

  Unix file system

  Unix socket

  Unix thread

  Unix 下I/O多路转接

以上信息可以在任意一份描述Unix系统调用的文档中找到。

1.Android RIL框架介绍

术语：

fd                       unix文件描述符

pipe                      unix管道

cond                      一般是condition variable的缩写

tty                       通常使用tty来简称各种类型的终端设备

unsolicited response         被动请求命令来自baseband

event loop                android的消息队列机制，由unix的系统调用select()实现

init.rc                     init守护进程启动后被执行的启动脚本。

HAL                    硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL）

1.1.Android RIL概况：

Android RIL提供了无线硬件设备与电话服务之间的抽象层。

下图展示了RIL在Android体系中的位置。

android的ril位于应用程序框架与内核之间，分成了两个部分，一个部分是rild,它负责socket与应用程序框架进行通信。另外一个部分是Vendor RIL，这个部分负责向下是通过两种方式与radio进行通信，它们是直接与radio通信的AT指令通道和用于传输包数据的通道，数据通道用于手机的上网功能。 

对于RIL的java框架部分，也被分成了两个部分，一个是RIL模块，这个模块主要用于与下层的rild进行通信，另外一个是Phone模块，这个模块直接暴露电话功能接口给应用开发用户，供他们调用以进行电话功能的实现。

 

Android RIL目录结构:

Android的RIL模块位于Android/hardware/ril文件夹，有三个子模块：rild , libril , reference-ril

所在目录结构：/hardware/ril/ 

|-- ril     （无线电抽象层）
|   |-- include    （头文件）
|   |-- libril    （库）
|   |-- reference-cdma-sms （cdma短信参考）
|   |-- reference-ril    （ril参考）
|   |-- rild     （ril后台服务程序）

hardware/ril$ ls

include libril reference-cdma-sms reference-ril   rild

 1.hardware/ril/rild$ ls

Android.mk  MODULE_LICENSE_APACHE2  NOTICE radiooptions.c  rild.c

2.hardware/ril/include/telephony$ ls

ril_cdma_sms.h  ril.h

3.hardware/ril/libril$ ls

Android.mk              NOTICE     ril_event.h       ril.cpp       ril_event.cpp   ril_commands.h  ril_unsol_commands.h

MODULE_LICENSE_APACHE2  

4.hardware/ril/reference-cdma-sms$ ls

Android.mk  reference-cdma-sms.c  reference-cdma-sms.h

5.hardware/ril/reference-ril$ ls

Android.mk   atchannel.h  at_tok.h  misc.h     NOTICE    atchannel.c at_tok.c   ril_event.h   reference-ril.c  misc.c    MODULE_LICENSE_APACHE2 

 

第一部分 电话功能概述
     Android的Radio Interface Layer (RIL)提供了电话服务和的radio硬件之间的抽象层。
     Radio Interface Layer RIL(Radio Interface Layer)负责数据的可靠传输、AT命令的发送以及response的解析。应用处理器通过AT命令集与带GPRS功能的无线通讯模块通信。
     AT command由Hayes公司发明，是一个调制解调器制造商采用的一个调制解调器命令语言，每条命令以字母"AT"开头。

JAVA Framework
代码的路径为：
     frameworks/base/telephony/java/android/telephony
     android.telephony以及android.telephony.gsm

Core native:
在hardware/ril目录中，提供了对RIL支持的本地代码，包括4个文件夹：
hardware/ril/include  
hardware/ril/libril  
hardware/ril/reference-ril  
hardware/ril/rild

kernel Driver
     在Linux内核的驱动中，提供了相关的驱动程序的支持，可以建立在UART或者SDIO，USB等高速的串行总线上。

 

第二部分 电话功能各个部分
    hardware/ril/include/telephony/目录中的ril.h文件是ril部分的基础头文件。
    其中定义的结构体RIL_RadioFunctions如下所示：
typedef struct {
    int version;
    RIL_RequestFunc onRequest;
    RIL_RadioStateRequest onStateRequest;
    RIL_Supports supports;
    RIL_Cancel onCancel;
    RIL_GetVersion getVersion;
} RIL_RadioFunctions;
    RIL_RadioFunctions中包含了几个函数指针的结构体，这实际上是一个移植层的接口，下层的库实现后，由rild守护进程得到这些函数指针，执行对应的函数。
几个函数指针的原型为：
typedef void (*RIL_RequestFunc) (int request, void *data,
                                    size_t datalen, RIL_Token t);
typedef RIL_RadioState (*RIL_RadioStateRequest)();
typedef int (*RIL_Supports)(int requestCode);
typedef void (*RIL_Cancel)(RIL_Token t);
typedef const char * (*RIL_GetVersion) (void);
    其中最为重要的函数是onRequest()，它是一个请求执行的函数。
2.1 rild守护进程
    rild 守护进程的文件包含在hardware/ril/rild目录中，其中包含了rild.c和radiooptions.c两个文件，这个目录中的文件经过编译后生成一个可执行程序，这个程序在系统的安装路径在：
/system/bin/rild
    rild.c是这个守护进程的入口，它具有一个主函数的入口main，执行的过程是将上层来的请求都由这个函数RIL_RadioFunctions{onReques（）}的方法进行映射后转换成对应的AT命令的字符串，发给下层的硬件执行。在运行过程中，使用dlopen 打开路径为/system/lib/中名称为libreference-ril.so的动态库，然后从中取出 RIL_Init符号来运行。
    ril_register()注册：     RIL_Init符号是一个函数指针，执行这个函数后，返回的是一个RIL_RadioFunctions类型的指针。得到这个指针后，调用RIL_register()函数，将这个指针注册到libril库之中，然后进入循环ril_event_loop()。
     事实上，这个守护进程提供了一个申请处理的框架，而具体的功能都是在libril.so和libreference-ril.so中完成的。
附：

RIL守护进程，开机时被init守护进程调用启动，里面仅有main函数作为入口点，负责完成RIL初始化工作。

在rild.c文件中，将完成ril的加载过程，它会执行如下操作：

 动态加载Vendor RIL的.so文件

 执行RIL_startEventLoop()开启消息队列以进行事件监听

 通过执行Vendor RIL的rilInit()方法来进行Vendor RIL与libril的关系建立。

在rild文件夹中还包括一个radiooptions.c文件,它的作用是通过串口将一些radio相关的参数直接传给rild来对radio进行配置。

2.2 libreference-ril.so动态库

libreference-ril.so动态库的路径是：
hardware/ril/reference-ril
其中主要的文件是reference-ril.c和atchannel.c。这个库必须实现的是一个名称为RIL_Init的函数，这个函数执行的结果是返回一个RIL_RadioFunctions结构体的指针，指针指向函数指针。
这个库在执行的过程中需要创建一个线程来执行实际的功能。在执行的过程中，这个库将打开一个/dev/ttySXXX的终端（终端的名字是从上层传入的），然后利用这个终端控制硬件执行。
附：

在编译时libril被链入rild,它为rild提供了event处理功能，还提供了在rild与Vendor RIL之间传递请求和响应消息的能力。

Libril提供的主要功能分布在两个主要方法内，一个是RIL_startEventLoop()方法，另一个是RIL_register()方法

RIL_startEventLoop()方法所提供的功能就是启用eventLoop线程，开始执行RIL消息队列。

RIL_register()方法的主要功能是启动名为rild 的监听端口，等待java 端通过socket进行连接。

2.3 libril.so动态库
     libril.so库的目录是：
hardware/ril/libril  
     其中主要的文件为ril.cpp，这个库主要需要实现的以下几个接口为：
RIL_startEventLoop(void);
void RIL_setcallbacks (const RIL_RadioFunctions *callbacks);
RIL_register (const RIL_RadioFunctions *callbacks);
RIL_onRequestComplete(RIL_Token t, RIL_Errno e, void *response, size_t responselen);
void RIL_onUnsolicitedResponse(int unsolResponse, void *data,
                                size_t datalen);
RIL_requestTimedCallback (RIL_TimedCallback callback, void *param,
                                const struct timeval *relativeTime);
    这些函数也是被rild守护进程调用的，不同的vendor可以通过自己的方式实现这几个接口，这样可以保证RIL可以在不同系统的移植。其中 RIL_register()函数把外部的RIL_RadioFunctions结构体注册到这个库之中，在恰当的时候调用相应的函数。在执行的过程中，这个库处理了一些将请求转换成字符串的功能

附：

Android自带的VendorRIL的参考实现。被编译成.so文件，由于本部分是厂商定制的重点所在。所以被设计为松散耦合，且可灵活配置的。在rild中通过opendl()的方式加载。

librefrence.so负责直接与radio通信，这包括将来自libril的指令转换为AT指令，并且将AT指令写入radio中。

reference-ril会接收调用者传来的参数，参数内容为与radio的通信方式。如通过串口连接radio,那么参数为这种形式：-d /dev/ttySx