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日志

Android GSM驱动模块详细分析

热度 8已有 763 次阅读2016-12-1 19:17 |系统分类:移动应用开发| Android, GSM

Android的RIL驱动模块, 在hardware/ril目录下,一共分rild,libril.so以及librefrence_ril.so三个部分,另有一radiooptions可供自动或手动调试使用。都依赖于include目录中ril.h头文件。目前cupcake分支上带的是gsm的支持,另有一cdma分支,这里分析的是gsm驱动。

GSM模块,由于Modem的历史原因,AP一直是通过基于串口的AT命令与BB交互。包括到了目前的一些edge或3g模块,或像omap这类ap,bp集成的芯片,已经使用了USB或其他等高速总线通信,但大多仍然使用模拟串口机制来使用AT命令。这里的RIL(Radio Interface Layer)层,主要也就是基于AT命令的操作,如发命令,response解析等。(gprs等传输会用到的MUX协议等在这里并没有包含,也暂不作介绍。)

以下是详细分析,本文主要涉及基本架构和初始化的内容:

首先介绍一下rild与libril.so以及librefrence_ril.so的关系:

1. rild:

仅实现一main函数作为整个ril层的入口点,负责完成初始化。

2. libril.so:

与rild结合相当紧密,是其共享库,编译时就已经建立了这一关系。组成部分为ril.cpp,ril_event.cpp。libril.so驻留在rild这一守护进程中,主要完成同上层通信的工作,接受ril请求并传递给librefrence_ril.so, 同时把来自librefrence_ril.so的反馈回传给调用进程。

3. librefrence_ril.so:

rild通过手动的dlopen方式加载,结合稍微松散,这也是因为librefrence.so主要负责跟Modem硬件通信的缘故。这样做更方便替换或修改以适配更多的Modem种类。它转换来自libril.so的请求为AT命令,同时监控Modem的反馈信息,并传递回libril.so。在初始化时, rild通过符号RIL_Init获取一组函数指针并以此与之建立联系。

4. radiooptions:

radiooptiongs通过获取启动参数, 利用socket与rild通信,可供调试时配置Modem参数。

接下来分析初始化流程,主入口是rild.c中的main函数,主要完成三个任务:

1. 开启libril.so中的event机制, 在RIL_startEventLoop中,是最核心的由多路I/O驱动的消息循环。

2. 初始化librefrence_ril.so,也就是跟硬件或模拟硬件modem通信的部分(后面统一称硬件), 通过RIL_Init函数完成。

3. 通过RIL_Init获取一组函数指针RIL_RadioFunctions, 并通过RIL_register完成注册,并打开接受上层命令的socket通道。

首先看第一个任务,也就是RIL_startEventLoop函数。RIL_startEventLoop在ril.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,入口点在eventLoop. 而eventLoop中,会调ril_event.cpp中的ril_event_loop()函数,建立起消息(event)队列机制。

我们来仔细看看这一消息队列的机制,这些代码都在ril_event.cpp中。

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指针去执行指定的操作。

具体流程是: ril_event_init完成后,通过ril_event_set来配置一新ril_event,并通过ril_event_add加入队列之中(实际通常用rilEventAddWakeup来添加),add会把队列里所有ril_event的fd,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, 如果任何一个fd有数据写入,则进入分析流程processTimeouts(),processReadReadies(&rfds, n),firePending()。 后文会详细分析这些流程。

另外我们可以看到, 在进入ril_event_loop之前, 已经挂入了一s_wakeupfd_event, 通过pipe的机制实现的, 这个event的目的是可以在一些情况下,能内部唤醒ril_event_loop的多路复用阻塞,比如一些带timeout的命令timeout到期的时候。

至此第一个任务分析完毕,这样便建立起了基于event队列的消息循环,稍后便可以接受上层发来的的请求了(上层请求的event对象建立,在第三个任务中)。

接下来看第二个任务,这个任务的入口是RIL_Init, RIL_Init首先通过参数获取硬件接口的设备文件或模拟硬件接口的socket. 接下来便新开一个线程继续初始化, 即mainLoop。

mainLoop的主要任务是建立起与硬件的通信,然后通过read方法阻塞等待硬件的主动上报或响应。在注册一些基础回调(timeout,readerclose)后,mainLoop首先打开硬件设备文件,建立起与硬件的通信,s_device_path和s_port是前面获取的设备路径参数,将其打开(两者可以同时打开并拥有各自的reader,这里也很容易添加双卡双待等支持)。

接下来通过at_open函数建立起这一设备文件上的reader等待循环,这也是通过新建一个线程完成, ret = pthread_create(&s_tid_reader, &attr, readerLoop, &attr),入口点readerLoop。

AT命令都是以\r\n或\n\r的换行符来作为分隔符的,所以readerLoop是line驱动的,除非出错,超时等,否则会读到一行完整的响应或主动上报,才会返回。这个循环跑起来以后,我们基本的AT响应机制已经建立了起来。它的具体分析,包括at_open中挂接的ATUnsolHandler, 我们都放到后面分析response的连载文章里去。

有了响应的机制(当然,能与硬件通信也已经可以发请求了),通过RIL_requestTimedCallback(initializeCallback, NULL, &TIMEVAL_0),跑到initializeCallback中,执行一些Modem的初始化命令,主要都是AT命令的方式。发AT命令的流程,我们放到后面分析request的连载文章里。这里可以看到,主要是一些参数配置,以及网络状态的检查等。至此第二个任务分析完毕,硬件已经可以访问了。

最后是第三个任务。第三个任务是由RIL_Init的返回值开始的,这是一个RIL_RadioFunctions结构的指针。

其中最重要的是onRequest域,上层来的请求都由这个函数进行映射后转换成对应的AT命令发给硬件。rild通过RIL_register注册这一指针。

RIL_register中要完成的另外一个任务,就是打开前面提到的跟上层通信的socket接口(s_fdListen是主接口,s_fdDebug供调试时使用)。

然后将这两个socket接口使用任务一中实现的机制进行注册(仅列出s_fdListen)

这样将两个socket加到任务一中建立起来多路复用I/O的检查句柄集合中,一旦有上层来的(调试)请求,event机制便能响应处理了。到这里启动流程已经分析完毕。

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发表评论 评论 (11 个评论)

回复 manyao987 2016-12-1 22:34
好好学习天天向上 好好学习天天向上
回复 lz_kwok 2016-12-2 08:36
自“野蛮人入侵”后,格力电器股价创上市以来新高!
回复 lz_kwok 2016-12-6 08:38
法国造出首款300mm CMOS工艺量子位
回复 rgbgirl 2016-12-6 09:40
值得学习一下~~
回复 lz_kwok 2016-12-7 08:54
京东!!!!!!!!!!!!!!!11
回复 hancker 2016-12-9 11:23
mark,往后深入学习时用到。谢谢
回复 stephen_lamb 2017-1-10 12:08
好好学习
回复 gordan83 2017-2-21 09:48
谢谢分享,学习了
回复 shuzhiguang 2017-3-15 16:05
应该好好学习天天向上,学习PCB 硬件射频联系方式:18025349760微信同步
回复 shuzhiguang 2017-3-15 16:05
应该好好学习天天向上,学习PCB 硬件射频联系方式:18025349760微信同步
回复 511929155 2017-3-23 23:06
不错,学习了

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