adroid通信模块ril

1、 第一部分 简介简单介绍性部分：Android电话系统围绕底层使用Modem硬件来搭建，提供呼叫、短信和网络连接功能，其中modem也称为基带。Modem驱动程序包含在Linux内核层中,所以3G/4G模块的搭建其实就是电话系统的搭建 主流3G/4G模块：主要分有 内置(集成在处理器中如高通等，高通拥有相关基带的专利，内置模块主要通过共享内存与处理器通信）， 外置(较常见，大多通过usb转串口接口并利用AT命令与处理器通信,usb串口一般使用标准的驱动,AT命令由Hayes公司发明，一种是调制解调器命令语言每条命令以AT（也有一些笔记本专用的接口类型如PCIE和NGFF，手机上的LGA,工业用

2、B2B等等）对与目前的通信模块来说，都已经非常成熟，有有着接口简单和统一的软件接口一般大多数模块装上SIM卡直接上电即可完成初始找网、网络注册等工作。框架部分主要是Android:1 电话系统大体框架(图1）:分三大层，硬件(连接modem设备)，Android系统（主要包括了Linux内核层，运行库层和Framework层),平台API（即再往上为应用层） 图（1）电话系统大体框架2.电话系统部分结构图（2）：具体实现自下到上：Modem驱动，RIL库 、RIL守护进程，电话JAVA框架和电话应用(其中电话系统部分无JNI) Kernel Space 属于驱动层在内核中实现，一般分为AT命令

3、通道和数据通道两路接口。 RIL层：贯穿Android的内核层至应用层，由三部分组成：RIL守护进程(本质是rild可执行程序,开机通过init启动,与framework层主要通过socket来进行）、 libril库和ril实现库(电话层硬件抽象层)。主要负责负责数据的可靠传输、AT命令的发送以及response(来自modem)的解析 图（2）电话系统部分结构图 3.RIL接口下层结构(图3)(更细化的下层） ril实现库的接口非常复杂，需要处理的命令，相关结构体比较多，其接口主要定义在 hardware/ril/include/telephony 目录的ri.h中。 rild socke

4、t:与框架层进行通信 RIL_Env: 主要用于请求完成函数、上报消息响应函数和周期行处理函数三个功能。 RIL_RadioFunctions: RIL_REQUEST: RequestCompete: UnsolicitedResponse: RIL_UNSOL: (ril硬件抽象层主要实现 ril命令与AT命令的转换。) (电话功能移植的两大部分：Modem驱动和ril硬件抽象层，移植需要注意的问题是省电，因为Modem省电策略复杂，低功耗模式下还要处理来电或短信等唤醒操作。) 图（3）RIL接口下层结构Linux部分(具体实现部分）：Linux部分(部分与Android相同）：1.dri

5、vers/usb/serial/option.c #define XXXX_OPTION_VENDOR_ID XXX (添加PID和VID) #define XXXX_OPTION_PRODUCT_COLT XXX2.(外置插在usb上的话）usb_modeswitch 插入的3G/4G模块被识别成存储设备，用usb_modeswitch转成串口 3.在static struct usb_device_id option_ids = ; （结构结构体中加入加入ID)USB_DEVICE(OPTION_VENDOR_ID,OPTION_PRODUCT_COLT) ,USB_DEVICE(XXXX

6、_OPTION_VENDOR_ID ,XXXX_ OPTION_PRODUCT_COLT) ,（插上3G/4G模块上电后会出现两个端口：/dev/ttyusb0 和/dev/ttyusb1 一个用于数据一个用于命令.）(以上Linux和Android相同部分) 第二部分 RIL源码分析不同设备厂商使用的AT命令不完全相同，为了保密，AP（上层）与BP（板层）之间通过各厂商自己的相关动态库来通信。RIL模块由rild守护进程、libril.so、librefrence.so三部分组成：1. rild模块被编译为一个可执行文件，实现一个main函数作为整个ril模块的入口点。2. libril.s

7、o是共享库，主要负责同上层的通信工作，接收ril的请求，并传递给librefrence_ril.so，同时将librefrence_ril.so返回的消息送给调用进程。3. librefrence_ril.so是由各手机厂商自己实现，在rild进程运行中通过dlopen方式加载，主要负责跟modem硬件通信，转换来自libril.so的请求为AT命令，同时监听Modem的反馈信息给libril.so 源代码的图谱如下流程框图如下：RILD源码分析在kernel启动完成后，将启动第一个应用进程Init进程，在android之Init进程启动过程源码分析一文中对init进程的启动流程进行了详细的介

8、绍。init进程在启动过程中将读取init.rc文件来启动一些重量级的native服务，rild进程就是通过配置在init.rc中来启动的。在代码中的流程图如下在main函数中主要完成以下工作: 1. 解析命令行参数，通过判断是否为模拟器采取不同的方式来读取libreference-ril.so库的存放路径； 2.使用dlopen手动装载libreference-ril.so库； 3.启动事件循环处理；（这里启动另一线程） 4.从libreference-ril.so库中取得RIL_Init函数地址，并使用该函数将libril.so库中的RIL_Env接口注册到libreference-ril

9、.so库，同时将libreference-ril.so库中的RIL_RadioFunctions接口注册到到libril.so库中，建立起libril.so库与libreference-ril.so库通信桥梁；启动事件循环处理eventLoop工作线程 建立多路I/O驱动机制的消息队列，用来接收上层发出的命令以及往Modem发送AT指令的工作，是整个RIL系统的核心部分。创建一个事件分发线程s_tid_dispatch，线程中主要执行eventLoop (ril_event_loop).ventLoop流程图1. 定时事件：根据事件的执行时间来启动执行，通过ril_timer_add添加到ti

10、me_list队列中2. Wakeup事件：这些事件的句柄fd将加入的select IO多路复用的句柄池readFDs中，当对应的fd可读时将触发这些事件。对于处于listen端的socket，fd可读表示有个客户端连接，此时需要调用accept接受连接。 在eventLoop工作线程中，循环处理到来的事件及定时结束事件，整个处理流程如下图所示：首先通过Linux中的select多路I/O复用对句柄池中的所有句柄进行监控，当有事件到来时select返回，否则阻塞。当select返回时，表示有事件的到来，通过调用processTimeouts函数来处理超时事件，处理方式是遍历time_list链

11、表以查询超时事件，并将超时事件移入到pending_list链表中，接着调用processReadReadies函数来处理触发的事件，处理方式为遍历watch_table列表以查询触发的事件，并将触发的事件移入到pending_list链表中，如果该事件不是持久事件，还需要从watch_table列表中移除，当查询完两种待处理的事件并放入到pending_list链表中后，调用firePending函数对待处理的事件进行集中处理，处理方式为遍历链表，调用每一个事件的回调函数。部分主要代码如下1 /使用select 函数等待在FDS 上,只要FDS 中记录的设备有数据到来，select 就会设置

12、相应的标志位并返回。readFDS 记录了所有的事件相关设备句柄。readFDS 中句柄是在在AddEvent 加入的。 2 printReadies(&rfds); 3 n = select(nfds, &rfds, NULL, NULL, ptv); 4 printReadies(&rfds); 5 dlog(" %d events fired ", n); 6 if (n < 0) 7 if (errno = EINTR) continue; 8 LOGE("ril_event: select error (%d)",

13、 errno); 9 return; 10 11 processTimeouts(); /从timer_list中查询执行时间已到的事件，并添加到pending_list中 12 processReadReadies(&rfds, n); /从watch_table中查询数据可读的事件，并添加到pending_list中去处理，如果该事件不是持久事件，则同时从watch_table中删除 13 /遍历pending_list，调用事件处理回调函数处理所有事件 14 firePending(); RIL接口移植Hardware/ril/include/telephony/ril.hRIL

14、_ENC定义Struct RIL_ENV /动态库完成请求后通知处理结果的接口 void (*OnRequestComplete)(RIL_Token t, RIL_Errno e,void *response, size_t responselen); /动态库unSolicited Response通知接口 void (*OnUnsolicitedResponse)(int unsolResponse, const void *data,size_t datalen); /向Rild提交一个超时任务的接口 void (*RequestTimedCallback) (RIL_TimedCal

15、lback callback,void *param, const struct timeval *relativeTime); 在hardwarerillibrilril.cpp中实现了RIL_Env的各个接口函数RIL_onRequestComplete通过调用responseXXX将底层响应传给客户进程RIL_onUnsolicitedResponse函数处理modem从网络端接收到的各种事件，如网络信号变化，拨入的电话，收到短信等。然后传给客户进程。RIL_requestTimedCallback 回调对应的内部处理函数，将回调添加到event循环。RIL_RadioFunctions

16、定义客户端向Rild发送请求的接口，由各设备厂商实现。15 typedef struct 16 int version; /Rild版本 17 RIL_RequestFunc onRequest; /AP请求接口 18 RIL_RadioStateRequest onStateRequest;/BP状态查询 19 RIL_Supports supports; 20 RIL_Cancel onCancel; 21 RIL_GetVersion getVersion;/动态库版本 22 RIL_RadioFunctions; 在hardwarerilreference-rilreference-r

17、il.c中实现了RIL_RadioFunctions的各个接口函数 （其中最重要的是onRequest函数）onRequest函数对每一个RIL_REQUEST_XXX请求转化成相应的ATcommand，发送给modem，然后睡眠等待，当收到ATcommand的最终响应后，线程被唤醒，将响应传给客户端进程。注册RIL_Env接口主要步骤如下由于各设备厂商的AT指令差异，因此与modem交互层需要各厂商实现，以动态库的形式提供。作为介于modem与上层的中间层，即要与底层交互也要与上层通信，因此就需要定义一个接口来衔接RILD与动态库，RIL_Env和RIL_RadioFunctions接口就是

18、libril.so与librefrence.so通信的桥梁。是Rild架构中用于隔离通用代码和厂商代码的接口，RIL_Env由通用代码实现，而RIL_RadioFunctions则是由厂商代码实现。RIL_Init的主要任务：1. 向librefrence.so注册libril.so提供的接口RIL_Env；2. 创建一个mainLoop工作线程，用于初始化AT模块，并监控AT模块的状态，一旦AT被关闭，则重新打开并初始化AT；3. 当AT被打开后，mainLoop工作线程将向Rild提交一个定时事件，并触发eventLoop来完成对modem的初始化；4. 创建一个readLoop工作线程，

19、用于从AT串口中读取数据；5.返回librefrence.so提供的接口RIL_RadioFunctions；路径在hardwarerilreference-rilreference-ril.creadLoop工作线程Read loop 解析从Modem 发过来的回应。如果遇到URC 则通过handleUnsolicited 上报的RIL_JAVA。如果是命令的应答，则通过handleFinalResponse 通知send_at_command 有应答结果。注册RIL_RadioFunctions接口代码主要在hardwarerillibrilril.cppvoid RIL_register

20、 (const RIL_RadioFunctions *callbacks) .23 / 得到名为rild的socket句柄 24 s_fdListen = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL); 25 if (s_fdListen < 0) 26 LOGE("Failed to get socket '" SOCKET_NAME_RIL "'"); 27 exit(-1); 28 29 / 监听该socket 30 ret = listen(s_fdListen, 4); 31 i

21、f (ret < 0) 32 LOGE("Failed to listen on control socket '%d': %s",s_fdListen, strerror(errno); 33 exit(-1); 34 35 /* 设置s_listen_event事件，一旦有客户端连接，即s_fdListen可读就会导致eventLoop工作线程中的select返回，因为该事件不是持久的，因此调用为listenCallback处理完后，将从watch_table移除该事件，所以Rild只支持一个客户端连接*/ 36 ril_event_set (&a

22、mp;s_listen_event, s_fdListen, false,listenCallback, NULL); 37 /* 添加s_listen_event事件，并触发eventLoop工作线程 */ 38 rilEventAddWakeup (&s_listen_event); 39 #if 1 40 / 得到调试socket的句柄rild-debug 41 s_fdDebug = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL_DEBUG); 42 if (s_fdDebug < 0) 43 LOGE("Failed to get socket '" SOCKET_NAME_RIL_DEBUG "' errno:%d", errno); 44 exit(-1); 45 46 /监听该socket 47 ret = listen(s_fdDebug, 4); 48 if (ret < 0) 49 LOGE("Failed to listen on ril debug socket '%d': %s",s_fdDebug,