Android RIL结构分析与移植1

来源:互联网 发布:网络推广团队架构薪资 编辑:程序博客网 时间:2021/08/03 19:01

 

介绍

本文档对AndroidRIL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 RILWindowsMobile RIL

3.Android RIL porting

4.Android RILjava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AndroidRILPorting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 filesystem

  Unixsocket

  Unixthread

  UnixI/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

unsolicitedresponse         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 LayerHAL

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RILAndroid体系中的位置。

Android <wbr>RIL结构分析与移植(1)

androidril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RILjava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。

1.2.Android RIL目录结构:

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

 

include文件夹:

包含RIL头文件,最主要的是ril.h

 

rild文件夹:

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。

 

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.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 RILrilInit()方法来进行Vendor RILlibril的关系建立。

 

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。

 

libril文件夹:

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rildVendorRIL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。

 

reference-ril文件夹:

Android自带的Vendor RIL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

1.3.Android RIL中的消息(event)队列机制:

Android RIL中,为了达到等待多路输入并且不出现阻塞的目的,使用了IO多路复用机制。

 

如果使用阻塞I/O进行网络的读取写入,这意味着假如需要同时从两个网络文件描述符中读内容,那么如果读取操作在等待网络数据到来,这将可能很长时间阻塞在一个描述符上,另一个网络文件描述符不管有没有数据到来都无法被读取。

 

   一种解决方案是:

如果使用非阻塞I/O进行网络的读取写入,在读取其中一个网络文件描述符如果阻塞将直接返回,再读取另外一个,这种方式的循环被称之为轮询。轮询方式确实能解决进行多路io操作时的阻塞问题,但是这种方法的不足之处是反复的执行读写调用将浪费cpu时钟。

 

I/O多路转接技术在这里提供了另一种比较好的解决方案:

它会先构造一张有关I/O描述符的列表,然后调用select函数,当IO描述符列表中的一个描述符准备好进行I/O时,该函数返回,并告知可以读或写哪个描述符。

 

Android RIL中消息队列的核心实现思想就是这种I/O多路转接技术。

 

消息队列机制的实现在ril_event.cpp中,其中被定义的ril_event结构是消息的主体。

 

每个ril_event结构,与一个fd句柄绑定(可以是文件,socket,管道等),并且带一个func指针,这个func指针所指的函数是个回调函数,它指定了当所绑定的fd准备好进行读取时所要进行的操作。

 

消息队列的开始点为RIL_startEventLoop函数。RIL_startEventLoopril.cpp中实现,它的主要目的是通过pthread_create(&s_tid_dispatch,&attr, eventLoop, NULL)建立一个dispatch线程,线程入口点在eventLoop. 而在eventLoop中,会调ril_event.cpp中的ril_event_loop()函数,建立起消息队列机制。

 

ril_event是一个带有链表行为的struct,它最主要的成员一个是fd,一个是func

 

struct ril_event {

struct ril_event *next;

struct ril_event *prev;

int fd;

int index;

bool persist;

struct timeval timeout;

ril_event_cb func;

void *param;

};

 

初始化一个新ril_event的操作是通过ril_event_set()来完成的,并通过ril_event_add()加入到消息队列之中,add会把队列里所有ril_eventfd,放入一个fd集合readFds中。这样 ril_event_loop能通过一个多路复用I/O的机制(select)来等待这些fd

 

在进入ril_event_loop()之前,在eventLoop中已经创建和挂入了s_wakeupfd_event,它是通过pipe的机制实现的,这个管道fd的回调函数并没有实现什么功能,它的目的只是为了让select方法能返回一次,这样select()方法就能重新跟踪新加入事件队列的fdtimeout设置。

 

所以在添加新fdeventLoop,往往不是直接调用ril_event_add,实际通常用rilEventAddWakeup来添加,这个方法除了会间接调用ril_event_add外,还会调用triggerEvLoop()函数来向s_fdWakeupWrite中写入一个空字符,这样select()函数会返回并重新执行,新加入的文件描述符便得以被select()加载并跟踪。

 

如果在ril_event队列中任何一个fd已经准备好,则进入分析流程:

processTimeouts()processReadReadies(&rfds,n)firePending()

   其中firePending()方法执行这个eventfunc,也就是回调函数。

 

Android RIL初始化完成后,将有几个event被挂入到eventLoop中:

1.     s_listen_event: 名为rildsocket,主要requeset & response通道

2.     s_debug_event: 名为rild-debugsocket,调试用requeset & response通道

3.     s_wakeupfd_event: 无名管道,用于队列主动唤醒

 

这其中最为重要的event就是s_listen_event,它作为requestresponse的通道实现。

 

ril_event.cpp中还持有一个watch_table数组,一个timer_list链表和一个pending_list链表。

watch_table数组的目的很单纯,存放当前被eventLoop等待的ril_event(非timer event),供eventLoop唤醒时使用。

timer_list是存放timer event的链表,在eventLoop唤醒时要对这些timer event单独进行处理

pending_list:待处理(对其回调函数进行调用)的所有ril_event的链表。

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