Android GSM驅(qū)動(dòng)模塊詳細(xì)分析
Android的RIL驅(qū)動(dòng)模塊, 在hardware/ril目錄下,一共分rild,libril.so以及l(fā)ibrefrence_ril.so三個(gè)部分,另有一radiooptions可供自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)試使用。都依賴(lài)于include目錄中ril.h頭文件。目前cupcake分支上帶的是gsm的支持,另有一cdma分支,這里分析的是gsm驅(qū)動(dòng)。
GSM模塊,由于Modem的歷史原因,AP一直是通過(guò)基于串口的AT命令與BB交互。包括到了目前的一些edge或3g模塊,或像omap這類(lèi)ap,bp集成的芯片,已經(jīng)使用了USB或其他等高速總線(xiàn)通信,但大多仍然使用模擬串口機(jī)制來(lái)使用AT命令。這里的RIL(Radio Interface Layer)層,主要也就是基于AT命令的操作,如發(fā)命令,response解析等。(gprs等傳輸會(huì)用到的MUX協(xié)議等在這里并沒(méi)有包含,也暫不作介紹。)
以下是詳細(xì)分析,本文主要涉及基本架構(gòu)和初始化的內(nèi)容:
首先介紹一下rild與libril.so以及l(fā)ibrefrence_ril.so的關(guān)系:
1. rild:
僅實(shí)現(xiàn)一main函數(shù)作為整個(gè)ril層的入口點(diǎn),負(fù)責(zé)完成初始化。
2. libril.so:
與rild結(jié)合相當(dāng)緊密,是其共享庫(kù),編譯時(shí)就已經(jīng)建立了這一關(guān)系。組成部分為ril.cpp,ril_event.cpp。libril.so駐留在rild這一守護(hù)進(jìn)程中,主要完成同上層通信的工作,接受ril請(qǐng)求并傳遞給librefrence_ril.so, 同時(shí)把來(lái)自librefrence_ril.so的反饋回傳給調(diào)用進(jìn)程。
3. librefrence_ril.so:
rild通過(guò)手動(dòng)的dlopen方式加載,結(jié)合稍微松散,這也是因?yàn)閘ibrefrence.so主要負(fù)責(zé)跟Modem硬件通信的緣故。這樣做更方便替換或修改以適配更多的Modem種類(lèi)。它轉(zhuǎn)換來(lái)自libril.so的請(qǐng)求為AT命令,同時(shí)監(jiān)控Modem的反饋信息,并傳遞回libril.so。在初始化時(shí), rild通過(guò)符號(hào)RIL_Init獲取一組函數(shù)指針并以此與之建立聯(lián)系。
4. radiooptions:
radiooptiongs通過(guò)獲取啟動(dòng)參數(shù), 利用socket與rild通信,可供調(diào)試時(shí)配置Modem參數(shù)。
接下來(lái)分析初始化流程,主入口是rild.c中的main函數(shù),主要完成三個(gè)任務(wù):
1. 開(kāi)啟libril.so中的event機(jī)制, 在RIL_startEventLoop中,是最核心的由多路I/O驅(qū)動(dòng)的消息循環(huán)。
2. 初始化librefrence_ril.so,也就是跟硬件或模擬硬件modem通信的部分(后面統(tǒng)一稱(chēng)硬件), 通過(guò)RIL_Init函數(shù)完成。
3. 通過(guò)RIL_Init獲取一組函數(shù)指針RIL_RadioFunctions, 并通過(guò)RIL_register完成注冊(cè),并打開(kāi)接受上層命令的socket通道。
首先看***個(gè)任務(wù),也就是RIL_startEventLoop函數(shù)。RIL_startEventLoop在ril.cpp中實(shí)現(xiàn), 它的主要目的是通過(guò)pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL)建立一個(gè)dispatch線(xiàn)程,入口點(diǎn)在eventLoop. 而eventLoop中,會(huì)調(diào)ril_event.cpp中的ril_event_loop()函數(shù),建立起消息(event)隊(duì)列機(jī)制。
我們來(lái)仔細(xì)看看這一消息隊(duì)列的機(jī)制,這些代碼都在ril_event.cpp中。
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每個(gè)ril_event結(jié)構(gòu),與一個(gè)fd句柄綁定(可以是文件,socket,管道等),并且?guī)б粋€(gè)func指針去執(zhí)行指定的操作。
具體流程是: ril_event_init完成后,通過(guò)ril_event_set來(lái)配置一新ril_event,并通過(guò)ril_event_add加入隊(duì)列之中(實(shí)際通常用rilEventAddWakeup來(lái)添加),add會(huì)把隊(duì)列里所有ril_event的fd,放入一個(gè)fd集合readFds中。這樣ril_event_loop能通過(guò)一個(gè)多路復(fù)用I/O的機(jī)制(select)來(lái)等待這些fd, 如果任何一個(gè)fd有數(shù)據(jù)寫(xiě)入,則進(jìn)入分析流程processTimeouts(),processReadReadies(&rfds, n),firePending()。 后文會(huì)詳細(xì)分析這些流程。
另外我們可以看到, 在進(jìn)入ril_event_loop之前, 已經(jīng)掛入了一s_wakeupfd_event, 通過(guò)pipe的機(jī)制實(shí)現(xiàn)的, 這個(gè)event的目的是可以在一些情況下,能內(nèi)部喚醒ril_event_loop的多路復(fù)用阻塞,比如一些帶timeout的命令timeout到期的時(shí)候。
至此***個(gè)任務(wù)分析完畢,這樣便建立起了基于event隊(duì)列的消息循環(huán),稍后便可以接受上層發(fā)來(lái)的的請(qǐng)求了(上層請(qǐng)求的event對(duì)象建立,在第三個(gè)任務(wù)中)。
接下來(lái)看第二個(gè)任務(wù),這個(gè)任務(wù)的入口是RIL_Init, RIL_Init首先通過(guò)參數(shù)獲取硬件接口的設(shè)備文件或模擬硬件接口的socket. 接下來(lái)便新開(kāi)一個(gè)線(xiàn)程繼續(xù)初始化, 即mainLoop。
mainLoop的主要任務(wù)是建立起與硬件的通信,然后通過(guò)read方法阻塞等待硬件的主動(dòng)上報(bào)或響應(yīng)。在注冊(cè)一些基礎(chǔ)回調(diào)(timeout,readerclose)后,mainLoop首先打開(kāi)硬件設(shè)備文件,建立起與硬件的通信,s_device_path和s_port是前面獲取的設(shè)備路徑參數(shù),將其打開(kāi)(兩者可以同時(shí)打開(kāi)并擁有各自的reader,這里也很容易添加雙卡雙待等支持)。
接下來(lái)通過(guò)at_open函數(shù)建立起這一設(shè)備文件上的reader等待循環(huán),這也是通過(guò)新建一個(gè)線(xiàn)程完成, ret = pthread_create(&s_tid_reader, &attr, readerLoop, &attr),入口點(diǎn)readerLoop。
AT命令都是以\r\n或\n\r的換行符來(lái)作為分隔符的,所以readerLoop是line驅(qū)動(dòng)的,除非出錯(cuò),超時(shí)等,否則會(huì)讀到一行完整的響應(yīng)或主動(dòng)上報(bào),才會(huì)返回。這個(gè)循環(huán)跑起來(lái)以后,我們基本的AT響應(yīng)機(jī)制已經(jīng)建立了起來(lái)。它的具體分析,包括at_open中掛接的ATUnsolHandler, 我們都放到后面分析response的連載文章里去。
有了響應(yīng)的機(jī)制(當(dāng)然,能與硬件通信也已經(jīng)可以發(fā)請(qǐng)求了),通過(guò)RIL_requestTimedCallback(initializeCallback, NULL, &TIMEVAL_0),跑到initializeCallback中,執(zhí)行一些Modem的初始化命令,主要都是AT命令的方式。發(fā)AT命令的流程,我們放到后面分析request的連載文章里。這里可以看到,主要是一些參數(shù)配置,以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的檢查等。至此第二個(gè)任務(wù)分析完畢,硬件已經(jīng)可以訪問(wèn)了。
***是第三個(gè)任務(wù)。第三個(gè)任務(wù)是由RIL_Init的返回值開(kāi)始的,這是一個(gè)RIL_RadioFunctions結(jié)構(gòu)的指針。
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其中最重要的是onRequest域,上層來(lái)的請(qǐng)求都由這個(gè)函數(shù)進(jìn)行映射后轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的AT命令發(fā)給硬件。rild通過(guò)RIL_register注冊(cè)這一指針。
RIL_register中要完成的另外一個(gè)任務(wù),就是打開(kāi)前面提到的跟上層通信的socket接口(s_fdListen是主接口,s_fdDebug供調(diào)試時(shí)使用)。
然后將這兩個(gè)socket接口使用任務(wù)一中實(shí)現(xiàn)的機(jī)制進(jìn)行注冊(cè)(僅列出s_fdListen)
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這樣將兩個(gè)socket加到任務(wù)一中建立起來(lái)多路復(fù)用I/O的檢查句柄集合中,一旦有上層來(lái)的(調(diào)試)請(qǐng)求,event機(jī)制便能響應(yīng)處理了。到這里啟動(dòng)流程已經(jīng)分析完畢。
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