Android GSM驅動模塊的示例分析

這篇文章給大家介紹Android GSM驅動模塊的示例分析，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

Android的RIL驅動模塊， 在hardware/ril目錄下，一共分rild，libril.so以及librefrence_ril.so三個部分，另有一radiooptions可供自動或手動調試使用。都依賴于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驅動。

GSM模塊，由于Modem的歷史原因，AP一直是通過基于串口的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ap,bp集成的芯片，已經使用了USB或其他等高速總線通信，但大多仍然使用模擬串口機制來使用AT命令。這里的RIL(Radio Interface Layer)層，主要也就是基于AT命令的操作，如發命令，response解析等。（gprs等傳輸會用到的MUX協議等在這里并沒有包含，也暫不作介紹。）

以下是詳細分析，主要涉及基本架構和初始化的內容：

首先介紹一下rild與libril.so以及librefrence_ril.so的關系：

1. rild：

僅實現一main函數作為整個ril層的入口點，負責完成初始化。

2. libril.so：

與rild結合相當緊密，是其共享庫，編譯時就已經建立了這一關系。組成部分為ril.cpp，ril_event.cpp。libril.so駐留在rild這一守護進程中，主要完成同上層通信的工作，接受ril請求并傳遞給librefrence_ril.so， 同時把來自librefrence_ril.so的反饋回傳給調用進程。

3. librefrence_ril.so：

rild通過手動的dlopen方式加載，結合稍微松散，這也是因為librefrence.so主要負責跟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。它轉換來自libril.so的請求為AT命令，同時監控Modem的反饋信息，并傳遞回libril.so。在初始化時， rild通過符號RIL_Init獲取一組函數指針并以此與之建立聯系。

4. radiooptions：

radiooptiongs通過獲取啟動參數， 利用socket與rild通信，可供調試時配置Modem參數。

接下來分析初始化流程，主入口是rild.c中的main函數，主要完成三個任務：

1. 開啟libril.so中的event機制， 在RIL_startEventLoop中，是最核心的由多路I/O驅動的消息循環。

2. 初始化librefrence_ril.so，也就是跟硬件或模擬硬件modem通信的部分（后面統一稱硬件）， 通過RIL_Init函數完成。

3. 通過RIL_Init獲取一組函數指針RIL_RadioFunctions， 并通過RIL_register完成注冊，并打開接受上層命令的socket通道。

首先看***個任務，也就是RIL_startEventLoop函數。RIL_startEventLoop在ril.cpp中實現， 它的主要目的是通過pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL)建立一個dispatch線程，入口點在eventLoop. 而eventLoop中，會調ril_event.cpp中的ril_event_loop（）函數，建立起消息(event)隊列機制。

我們來仔細看看這一消息隊列的機制，這些代碼都在ril_event.cpp中。

void ril_event_init();
void ril_event_set(struct ril_event * ev, int fd, bool persist, ril_event_cb func, void * param);
void ril_event_add(struct ril_event * ev);
void ril_timer_add(struct ril_event * ev, struct timeval * tv);
void ril_event_del(struct ril_event * ev);
void ril_event_loop();
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;
};

每個ril_event結構，與一個fd句柄綁定（可以是文件，socket，管道等），并且帶一個func指針去執行指定的操作。

具體流程是： ril_event_init完成后，通過ril_event_set來配置一新ril_event，并通過ril_event_add加入隊列之中（實際通常用rilEventAddWakeup來添加），add會把隊列里所有ril_event的fd，放入一個fd集合readFds中。這樣ril_event_loop能通過一個多路復用I/O的機制（select）來等待這些fd， 如果任何一個fd有數據寫入，則進入分析流程processTimeouts()，processReadReadies(&rfds, n)，firePending()。 后文會詳細分析這些流程。

另外我們可以看到， 在進入ril_event_loop之前， 已經掛入了一s_wakeupfd_event， 通過pipe的機制實現的， 這個event的目的是可以在一些情況下，能內部喚醒ril_event_loop的多路復用阻塞，比如一些帶timeout的命令timeout到期的時候。

至此***個任務分析完畢，這樣便建立起了基于event隊列的消息循環，稍后便可以接受上層發來的的請求了（上層請求的event對象建立，在第三個任務中）。

接下來看第二個任務，這個任務的入口是RIL_Init, RIL_Init首先通過參數獲取硬件接口的設備文件或模擬硬件接口的socket. 接下來便新開一個線程繼續初始化， 即mainLoop。

mainLoop的主要任務是建立起與硬件的通信，然后通過read方法阻塞等待硬件的主動上報或響應。在注冊一些基礎回調（timeout,readerclose）后，mainLoop首先打開硬件設備文件，建立起與硬件的通信，s_device_path和s_port是前面獲取的設備路徑參數，將其打開（兩者可以同時打開并擁有各自的reader，這里也很容易添加雙卡雙待等支持）。

接下來通過at_open函數建立起這一設備文件上的reader等待循環，這也是通過新建一個線程完成， ret = pthread_create(&s_tid_reader, &attr, readerLoop, &attr)，入口點readerLoop。

AT命令都是以\r\n或\n\r的換行符來作為分隔符的，所以readerLoop是line驅動的，除非出錯，超時等，否則會讀到一行完整的響應或主動上報，才會返回。這個循環跑起來以后，我們基本的AT響應機制已經建立了起來。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。

有了響應的機制（當然，能與硬件通信也已經可以發請求了），通過RIL_requestTimedCallback(initializeCallback, NULL, &TIMEVAL_0)，跑到initializeCallback中，執行一些Modem的初始化命令，主要都是AT命令的方式。發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，主要是一些參數配置，以及網絡狀態的檢查等。至此第二個任務分析完畢，硬件已經可以訪問了。

***是第三個任務。第三個任務是由RIL_Init的返回值開始的，這是一個RIL_RadioFunctions結構的指針。

typedef struct {
   int version;        /* set to RIL_VERSION */
   RIL_RequestFunc onRequest;
   RIL_RadioStateRequest onStateRequest;
   RIL_Supports supports;
   RIL_Cancel onCancel;
   RIL_GetVersion getVersion;
} RIL_RadioFunctions;

其中最重要的是onRequest域，上層來的請求都由這個函數進行映射后轉換成對應的AT命令發給硬件。rild通過RIL_register注冊這一指針。

RIL_register中要完成的另外一個任務，就是打開前面提到的跟上層通信的socket接口（s_fdListen是主接口，s_fdDebug供調試時使用）。

然后將這兩個socket接口使用任務一中實現的機制進行注冊（僅列出s_fdListen）

ril_event_set (&s_listen_event, s_fdListen, false,
               listenCallback, NULL);
rilEventAddWakeup (&s_listen_event);

這樣將兩個socket加到任務一中建立起來多路復用I/O的檢查句柄集合中，一旦有上層來的（調試）請求，event機制便能響應處理了。到這里啟動流程已經分析完畢。

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