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在《#跟著小白一起學(xué)鴻蒙# [八] 藍(lán)牙應(yīng)用》我們熟悉了如何在開源鴻蒙開發(fā)藍(lán)牙應(yīng)用。在《#跟著小白一起學(xué)鴻蒙# [十一] WiFi&藍(lán)牙子系統(tǒng)》，我們了解了各種系統(tǒng)內(nèi)的藍(lán)牙和WiFi框架，接下來我們就深入分析下開源鴻蒙的藍(lán)牙結(jié)構(gòu)和各層作用及工作內(nèi)容。

概述

在開源鴻蒙的源碼里和系統(tǒng)功能相關(guān)的部分大多都放在foundation這個(gè)文件夾里，而通訊相關(guān)的部分則是在communication這個(gè)文件夾內(nèi)。我們本篇要分析的藍(lán)牙功能就是在foundation/communication/bluetooth路徑下，具體目錄結(jié)構(gòu)如下：

.
├── bundle.json
├── frameworks                //框架層
│   ├── inner
│   └── js
├── hisysevent.yaml
├── interfaces                //接口層
│   ├── inner_api
│   └── kits
├── LICENSE
├── README.md
├── README_zh.md
├── sa_profile                //系統(tǒng)能力配置
│   ├── 1130.xml
│   └── BUILD.gn
├── services                //服務(wù)層
│   ├── bluetooth
│   └── bluetooth_lite
└── test                    測(cè)試代碼
    ├── example
    ├── fuzztest
    ├── moduletest
    └── unittest

架構(gòu)簡析

• 根據(jù)目錄結(jié)構(gòu)和內(nèi)部文件及編譯框架總結(jié)架構(gòu)如下：

• 接口層：對(duì)外提供js接口，采用d.ts定義，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置interfaces/kits/js具體存放路徑在interface/sdk-js/api/@ohos.bluetooth.d.ts；對(duì)內(nèi)提供c接口，可以供softbus，netmanager，audioframework三個(gè)子系統(tǒng)調(diào)用，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置interfaces/inner_api/include。
• 框架層：分兩個(gè)子層，NAPI框架實(shí)現(xiàn)層，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/frameworks/js/napi，實(shí)現(xiàn)所有js層代碼接口適配并調(diào)用innerapi的實(shí)現(xiàn)；藍(lán)牙接口實(shí)現(xiàn)層，使用IPC架構(gòu)同藍(lán)牙服務(wù)層通信，將從NAPI收到的命令，或者別的子系統(tǒng)收到的命令經(jīng)由IPC架構(gòu)發(fā)送給服務(wù)層，并注冊(cè)服務(wù)層observer，收聽由服務(wù)層上報(bào)的事件。
• 服務(wù)層：分三個(gè)子層，系統(tǒng)能力層，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/server，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙系統(tǒng)能力服務(wù)，接收從框架層經(jīng)由IPC發(fā)送下來的命令，并收聽藍(lán)牙service傳上來的消息并回傳給藍(lán)牙框架層；藍(lán)牙服務(wù)層，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/service，實(shí)現(xiàn)不同藍(lán)牙能力的adapter（包括classic_adapter和ble_adapter），通過調(diào)用藍(lán)牙協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙業(yè)務(wù)的邏輯能力；藍(lán)牙協(xié)議棧，藍(lán)牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/stack，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙協(xié)議包解析，打包以及藍(lán)牙協(xié)議流程的處理，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙host，藍(lán)牙profile以及藍(lán)牙鏈路和hci接口，最后通過使用藍(lán)牙硬件驅(qū)動(dòng)收發(fā)藍(lán)牙原始數(shù)據(jù)；
• 硬件驅(qū)動(dòng)：預(yù)編譯包，通過dlopen提供hci的底層接口，注冊(cè)回調(diào)以及發(fā)送數(shù)據(jù)。

功能簡析

NAPI藍(lán)牙框架藍(lán)牙系統(tǒng)能力藍(lán)牙功能適配藍(lán)牙協(xié)議棧藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)同進(jìn)程，函數(shù)調(diào)用跨進(jìn)程，IPC調(diào)用通過samgr獲取服務(wù)Proxy對(duì)象利用adapter和server調(diào)用功能c接口調(diào)用dlopen加載驅(qū)動(dòng)注冊(cè)，回調(diào)observer回調(diào)observer回調(diào)observer proxy + stub注冊(cè)，回調(diào)NAPI藍(lán)牙框架藍(lán)牙系統(tǒng)能力藍(lán)牙功能適配藍(lán)牙協(xié)議棧藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)。

1. NAPI功能

• HAP應(yīng)用層通過@ohos.bluetooth.d.ts引用調(diào)用藍(lán)牙接口，藍(lán)牙接口包括bluetooth接口，BLE接口，profile接口。bluetooth接口包括經(jīng)典藍(lán)牙接口，BLE接口接口，和profile接口；目前支持的profile有A2dpSourceProfile，HandsFreeAudioGatewayProfile，HidHostProfile和PanProfile。
• NAPI框架接口均通過DECLARE_NAPI_FUNCTION，js的回調(diào)也通過此接口經(jīng)由傳入回調(diào)函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)。
• NAPI層通過調(diào)用藍(lán)牙框架層的BluetoothHost實(shí)現(xiàn)功能，通過將g_bluetoothHostObserver注冊(cè)到框架層內(nèi)部實(shí)現(xiàn)來獲得消息回調(diào)；同時(shí)NAPI層提供g_Observer存儲(chǔ)js層的回調(diào)函數(shù)，在收到框架層的回調(diào)后在g_Observer里查找對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用通知；此對(duì)象因?yàn)槭莔ap結(jié)構(gòu)體，所以一個(gè)應(yīng)用只能注冊(cè)一個(gè)并在應(yīng)用內(nèi)部自己處理。

2. 藍(lán)牙框架功能

• 藍(lán)牙框架提供cadapter接口和藍(lán)牙框架具體實(shí)現(xiàn)（藍(lán)牙NAPI層調(diào)用的BluetoothHost即在具體實(shí)現(xiàn)層）。
• cadapter實(shí)現(xiàn)c接口，通過BluetoothHost實(shí)現(xiàn)功能，其他外部模塊均通過cadapter提供的c接口調(diào)用藍(lán)牙能力。
• 藍(lán)牙框架內(nèi)部實(shí)現(xiàn)層提供接口一一對(duì)應(yīng)cadapter和NAPI接口。BluettoothHost內(nèi)部通過SystemAbilityManagerClient::GetInstance().GetSystemAbilityManager()接口得到samgr，然后通過BLUETOOTH_HOST_SYS_ABILITY_ID標(biāo)識(shí)獲取藍(lán)牙服務(wù)對(duì)象，然后通過藍(lán)牙服務(wù)對(duì)象通過IPC接口調(diào)用藍(lán)牙服務(wù)功能。
• 藍(lán)牙框架內(nèi)部提供RegisterObserver方式，允許其他層應(yīng)用（比如軟總線層通過調(diào)用cadapter接口GapRegisterCallbacks收聽藍(lán)牙的回調(diào)事件）收聽藍(lán)牙回調(diào)事件。
• 藍(lán)牙框架因?yàn)槭莿?dòng)態(tài)庫實(shí)現(xiàn)，所以如果有多處依賴則會(huì)生成多份實(shí)例，如NAPI和軟總線都依賴藍(lán)牙框架庫，所以在系統(tǒng)里會(huì)有兩份實(shí)例同時(shí)若產(chǎn)生藍(lán)牙通知也會(huì)有兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)收到消息。

3. 藍(lán)牙系統(tǒng)能力

• 藍(lán)牙系統(tǒng)能力通過繼承SystemAbility，BluetoothHostStub兩個(gè)類實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙服務(wù)能力并實(shí)現(xiàn)IPC進(jìn)行通信；IPC通信部分的代碼在藍(lán)牙文件夾foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/ipc內(nèi)，提供proxy和stub實(shí)現(xiàn)，即btipc_static.a靜態(tài)庫。
• 藍(lán)牙系統(tǒng)能力可視作藍(lán)牙服務(wù)進(jìn)程，提供包括藍(lán)牙狀態(tài)機(jī)，藍(lán)牙adapter（classic，ble），藍(lán)牙profile服務(wù)實(shí)例。
• 藍(lán)牙系統(tǒng)配置在foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/etc/init目錄內(nèi)，此部分內(nèi)容會(huì)在制作鏡像包時(shí)打包到系統(tǒng)文件內(nèi)去；在藍(lán)牙服務(wù)啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)讀取藍(lán)牙配置(AdapterConfig::GetInstance()->Load()，ProfileConfig::GetInstance()->Load())并確定藍(lán)牙的snooplog（協(xié)議棧輸出文件）。
• 藍(lán)牙系統(tǒng)能力內(nèi)部使用Dispatcher模型執(zhí)行任務(wù)事務(wù)，在Dispatcher對(duì)象內(nèi)部它通過線程加任務(wù)隊(duì)列的方式處理多條任務(wù)命令，目前實(shí)現(xiàn)方法為但線程依次處理隊(duì)列內(nèi)的事務(wù)。
• 藍(lán)牙系統(tǒng)能力層通過permission_utils提供應(yīng)用權(quán)限保護(hù)能力，服務(wù)調(diào)用功能時(shí)首先調(diào)用PermissionUtils::VerifyXXXBluetoothPermission（XXX包括，Use,Discover,Manage,Location），然后調(diào)用AuthCenter對(duì)應(yīng)功能，最后調(diào)用PermissionHelper對(duì)應(yīng)接口確認(rèn)權(quán)限；在AuthCenter里內(nèi)部定義了g_permissionAlwaysGrant全局變量，可以方便調(diào)試時(shí)擁有所有權(quán)限。

4. 藍(lán)牙協(xié)議棧

• 藍(lán)牙協(xié)議棧通過c接口對(duì)藍(lán)牙服務(wù)層提供接口。
• 藍(lán)牙協(xié)議棧內(nèi)部他提供任務(wù)隊(duì)列方式處理藍(lán)牙命令（GapRunTaskBlockProcess, GapRunTaskUnBlockProcess），分別對(duì)于藍(lán)牙協(xié)議棧同步接口和異步接口。
• 藍(lán)牙協(xié)議棧內(nèi)部也有層級(jí)，對(duì)上的是gap，中間是btm，對(duì)下的是hci，中間部分和其他藍(lán)牙協(xié)議站定義的內(nèi)容一致，如：att，avctp，avdtp，l2cap，rfcomm，sdp，smp。
• HCI層它通過g_hdiLib加載藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)庫libbluetooth_hdi_adapter.so，并通過加載藍(lán)牙驅(qū)動(dòng)接口（HdiInit，HdiSendHciPacket，HdiClose）實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙數(shù)據(jù)發(fā)送，藍(lán)牙數(shù)據(jù)接收（g_hdiCallacks）。

總結(jié)

1. 藍(lán)牙服務(wù)的結(jié)構(gòu)也是所有開源鴻蒙的結(jié)構(gòu)能力，大致流程均為：NAPI框架，系統(tǒng)服務(wù)框架，IPC框架，Observer框架，原生driver框架（其實(shí)可以采用HDF框架）；
2. 目前開源鴻蒙用的藍(lán)牙協(xié)議站不是android，bluez，btstack這三種主流藍(lán)牙協(xié)議棧，根據(jù)注釋可得其參考《BLUETOOTH SPECIFICATION Version 5.0》實(shí)現(xiàn)；目前官方最新的協(xié)議棧是v5.3，參考鏈接如下：https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-3/。

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