Android RIL 本地代码(c/c++) 和 Java代码解析

Android系统源代码目录里面： hardware/ril 目录包含了所有有关于telephony的底层代码.

1.目录架构(20101215的git版本):

ril

|-- CleanSpec.mk

|-- include

| |-- telephony

| |-- ril_cdma_sms.h
//CDMA SMS

| |-- ril.h
//Android RIL 框架的一些接口和数据结构

|-- libril

| |-- Android.mk

| |-- MODULE_LICENSE_APACHE2

| |-- NOTICE

| |-- ril_commands.h
//RIL命令列表

| |-- ril.cpp


| |-- ril_event.cpp

| |-- ril_event.h

| |-- ril_unsol_commands.h
//RIL 主动上报信息列表

|-- reference-cdma-sms

| |-- Android.mk

| |-- reference-cdma-sms.c

| |-- reference-cdma-sms.h

|-- reference-ril

| |-- Android.mk

| |-- atchannel.h
//负责向modem读写数据

| |-- atchannel.c

| |-- at_tok.h

| |-- at_tok.c

| |-- misc.h

| |-- misc.c

| |-- MODULE_LICENSE_APACHE2

| |-- NOTICE

| |-- reference-ril.c
//主要负责与modem进行交互

|-- rild

|-- Android.mk

|-- MODULE_LICENSE_APACHE2

|-- NOTICE

|-- radiooptions.c
//调试时配置Modem参数

|-- rild.c
//RIL守护进程

其中include/telephony目录下面的ril.h文件，定义了104个如下的宏:

RIL_REQUEST_XXXX

这些宏代表客户进程向Android
telephony发送的命令，包括SIM卡相关的功能，打电话，发短信，网络信号查询等等。

2.目录hardware/ril/libril

本目录下代码负责与客户进程进行交互。在接收客户进程命令后，调用相应函数进行处理，然后将命令响应结果传回客户进程。在收到来自网络端的事件后，也传给客户进程。

v 文件ril_commands.h：列出了telephony可以接收的命令；每个命令对应的处理函数；以及命令响应的处理函数。

v 文件ril_unsol_commands.h：列出了telephony可以接收的事件类型；对每个事件的处理函数；以及WAKEType???

v 文件ril_event.h/cpp：处理与事件源(端口，modem等）相关的功能。ril_event_loop监视所有注册的事件源，当某事件源有数据到来时，相应事件源的回调函数被触发(firePending->
ev->func())

v 文件ril.cpp:

? RIL_register函数：打开监听端口，接收来自客户进程的命令请求（s_fdListen
=android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL);），当与某客户进程连接建立时，调用listenCallback函数；创建一单独线程监视并处理所有事件源（通过ril_event_loop)

? listenCallback函数：当与客户进程连接建立时，此函数被调用。此函数接着调用 processCommandsCallback处理来自客户进程的命令请求

? processCommandsCallback函数：具体处理来自客户进程的命令请求。对每一个命令，ril_commands.h中都规定了对应的命令处理函数（dispatchXXX），processCommandsCallback会调用这个命令处理函数进行处理。

? dispatch系列函数：此函数接收来自客户进程的命令己相应参数，并调用onRequest进行处理。

? RIL_onUnsolicitedResponse函数：将来自网络端的事件封装（通过调用responseXXX）后传给客户进程。

? RIL_onRequestComplete函数：将命令的最终响应结构封装（通过调用responseXXX）后传给客户进程。

? response系列函数：对每一个命令，都规定了一个对应的response函数来处理命令的最终响应；对每一个网络端的事件，也规定了一个对应的response函数来处理此事件。response函数可被onUnsolicitedResponse或者onRequestComplete调用。

3. 目录hardware/ril/reference-ril分析:

本目录下代码主要负责与modem进行交互。

v 文件reference-ril.c：此文件核心是两个函数：onRequest和onUnsolicited

? onRequest
函数：在这个函数里，对每一个RIL_REQUEST_XXX请求，都转化成相应的ATcommand，发送给modem，然后睡眠等待。当收到此ATcommand的最终响应后，线程被唤醒，将响应传给客户进程（RIL_onRequestComplete-> sendResponse）。

? onUnsolicited函数：这个函数处理modem从网络端收到的各种事件，如网络信号变化，拨入的电话，收到短信等。然后将时间传给客户进程（RIL_onUnsolicitedResponse
-> sendResponse）

v 文件atchannel.c：负责向modem读写数据。其中，写数据(主要是ATcommand)功能运行在主线程中，读数据功能运行在一个单独的读线程中。

? at_send_command_full_nolock函数：运行在主线程里面。将一个ATcommand命令写入modem后进入睡眠状态（使用pthread_cond_wait或类似函数），直到modem读线程将其唤醒。唤醒后此函数获得了ATcommand的最终响应并返回。

? readerLoop函数:
运行在一个单独的读线程里面，负责从modem中读取数据。读到的数据可分为三种类型：网络端传入的事件；modem对当前ATcommand的部分响应；modem对当前AT command的全部响应。对第三种类型的数据（ATcommand的全部响应），读线程唤醒（pthread_cond_signal）睡眠状态的主线程。

第二部分,
Java代码

1．package简介：

Android中，telephony相关的java代码主要在下列目录中：

v frameworks/base/telephony/java/android/telephony

提供Android
telephony的公开接口，任何具有权限的第三方应用都可使用，如接口类TelephonyManager、SMSManager。

v frameworks/base/telephony/java/com/android/internal/telephony

v frameworks/base/services/java/com/android/server

提供一系列内部接口，目前第三方应用还不能使用。当前似乎只packages/apps/Phone能够使用.

v packages/apps/Phone

目录packages/apps/Phone是一个特殊应用，或者理解为一个平台内部进程。其他应用通过intent方式调用这个进程的服务。

2．详细介绍

v TelephonyManager(telephony/java/android/telephony/TelephonyManager.java)主要使用两个IBinder接口(AIDL接口)来访问telephony功能：

? ITelephony,
提供与telephony进行操作，交互的接口，在packages/apps/Phone中由PhoneInterfaceManager.java实现。

? ITelephonyRegistry,其提供一个通知机制，将一些底层状态或变更通知给电话服务的用户，如网络状态、信号强度等。它的服务实现在框架代码中，即：frameworks/base/services/java/com/android/server/TelephonyRegistry.java。

底层通知的来源是GSMPhone/CDMAPhone通过PhoneNotifier接口的实现者DefaultPhoneNotifier将具体的事件转化为函数调用，通知到TelephonyRegistry。TelephonyRegistry再通过两种方式通知用户：

§ Broadcast机制广播事件；

§ 通过服务用户在TelephonyRegistry.java中注册的IPhoneStateListener接口，实现回调机制。注册函数是用户可见的：

TelephonyManager.listen();

->TelephonyRegistry.listen(,IPhoneStateListener
callback,,);

v 接口PhoneNotifier定义电话事件的通知方法

v 类DefaultPhoneNotifier从PhoneNotifier派生而来。在其方法实现中，通过调用service
ITelephonyRegistry来发布电话事件。

v 接口Phone描述了对电话的所有操作接口。
PhoneBase直接从Phone派生而来。而另外两个类，CDMAPhone和GSMPhone，又从PhoneBase派生而来，分别代表对CDMA和GSM的操作。

v PhoneProxy也从Phone直接派生而来。当当前不需要区分具体是CDMA
Phone还是GSMPhone时，可使用PhoneProxy。

备注：

在PhoneApp创建时， sPhoneNotifier = new DefaultPhoneNotifier(); ... sCommandsInterface = newRIL(context, networkMode, cdmaSubscription); 然后根据当前phone是cdma还是gsm,创建对应的phone，如 sProxyPhone = newPhoneProxy(new GSMPhone(context,sCommandsInterface, sPhoneNotifier));

v PhoneFactory.java:
获取电话实例，如GSMPhone/CDMAPhone.

PhoneFactory.makeDefaultPhones();

->PhoneFactory.makeDefaultPhone();//注册相应的Phone实例

->Phone
phone = (Phone)PhoneFactory.getDefaultPhone();

v 接口IPhoneStateListener:
手机状态监听接口(AIDL),其服务实现在/frameworks/base/telephony/java/android/telephony/PhoneStateListener.java

v 接口CommandsInterface
描述了对电话的所有操作接口，如命令， 查询状态，以及电话事件监听等。

v 类BaseCommands是CommandsInterface的直接派生类，实现了电话事件的处理(发送message给对应的handler)。

v 类RIL又派生自BaseCommands。RIL负责实际实现CommandsInterface中的接口方法。RIL通过Socket和rild守护进程进行通讯。对于每一个命令接口方法，如acceptCall，或者状态查询，将它转换成对应的RIL_REQUEST_XXX，发送给rild。RIL中的几个类如下：

? RILRequest：代表一个电话服务命令请求；

? RIL.RILSender：负责处理命令的发送；

? RIL.RELReceiver：负责处理命令相应以及主动上报信息的接受；线程RILReceiver监听socket,当有数据上报时，读取该数据并处理。读取的数据有两种。

§ 电话事件，RIL_UNSOL_xxx,
RIL读取相应数据后，发送message给对应的handler（详见函数processUnsolicited）;

§ 命令的异步响应。(详见函数processSolicited)

v RILConstants.java
: 定义了电话服务的具体命令。

v 抽象类Call代表一个call，有两个派生类CdmaCall和GsmCall。

第三部分,
流程分析

1．Outgoing Call流程。

v TwelveKeyDialer.java

|_onKeyUp()

|_placeCall()

v OutgoingCallBroadcaster.java,

|_onCreate()

|_sendOrderedBroadcast(broadcastIntent, PERMISSION,

new OutgoingCallReceiver(), null, Activity.RESULT_OK,
number,null);


|_ OutgoingCallReceiver

|_onReceive()

|_ doReceive()

|_context.startActivity(newIntent);

v InCallScreen.java

|_ onCreate()

|_onNewIntent()

|_placeCall()

v PhoneUtils.java

|_placeCall()

v GSMPhone.java,

|_dial()

v GsmCallTracker.java,

|_dial()

v RIL.java

|_dial()

|_ RILRequest rr = RILRequest.obtain(RIL_REQUEST_DIAL,
result);

|...

|send(rr);

2. Incoming Call的流程：

v 创建GsmPhone时，mCT
= new GsmCallTracker(this);

v 创建GsmCallTracker时:

? cm.registerForCallStateChanged(this,
EVENT_CALL_STATE_CHANGE,null);

? mCallStateRegistrants.add(r);

v RIL中的RILReceiver线程首先读取从rild中传来的数据：

? processResponse()

? processUnsolicited()

v 对应于incoming
call,RIL收到RIL_UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED消息，触发mCallStateRegistrants中的所有记录。

v GsmCallTracker处理EVENT_CALL_STATE_CHANGE，调用pollCallsWhenSafe

v 函数pllCallsWhenSafe
处理：

§ lastRelevantPoll
= obtainMessage(EVENT_POLL_CALLS_RESULT);

§ cm.getCurrentCalls(lastRelevantPoll);

v RIL::getCurrentCalls

§ RILRequestrr
= RILRequest.obtain(RIL_REQUEST_GET_CURRENT_CALLS,result);

§ ...

§ send(rr);

v 接着RIL调用processSolicited处理RIL_REQUEST_GET_CURRENT_CALLS的返回结果

v GsmCallTracker的handleMessage被触发，处理事件EVENT_POLL_CALLS_RESULT,调用函数
handlePollCalls

v handlPollCalls
调用phone.notifyNewRingingConnection(newRinging);

v PhoneApp中创建CallNotifier

v CallNotifier注册：

§ registerForNewRingingConnection
->mNewRingingConnectionRegistrants.addUnique(h, what, obj);

第四部分,
参考文档

1．《Android系统原理及开发详解》

2． http:/www.meegozu.com/thread-391-1-1.html

3. http://www.netmite.com/android/mydroid/development/pdk/docs/telephony.html

4. http://wenku.baidu.com/view/8d57336aaf1ffc4ffe47ac75.html

5. http:/wenku.baidu.com/view/ca78fabef121dd36a32d8258.html

Android消息系统构成元素如下：

1. 消息队列

2. 发送消息

3. 读取消息

4. 消息分发

5. 消息循环线程

Android消息系统设计的类：

1. Looper：负责管理线程的消息队列和消息循环。

1) 构造一个MessageQueue实例；

2) 维护一个线程实例；

3) Looper一旦调用loop()，则会一直执行，直到遇到一个target=null的Message；

2. MessageQueue：以执行时间为序列的一个Message队列。以IdleHandler接口的函数queueIdle()表征MessageQueue状态是否为Idle.

3. Message：消息

1) 执行时间；

2) Handler（既：target）；

3) Runnable；

4. Handler
:

1) 设置Message.target
(默认为 this)；

2) 将Message实例加入MessageQueue中；

3) 处理消息

4) 发送消息

调用层次结构：

1. Handler通过snedMessage()等发送Message消息到MessageQueue；

2. MessageQueue通过enqueueMessage()将接收到的Message放入队列，相反则通过removeMessage将接收到的Message从队列中移除；

3. Looper通过loop()在MessageQueue队头取出Message,直到遇到target为null的Message

4.
Looper 将读取到的Message发送到Handler进行处理；

2.1.
标准Java接口

java.net.*下面提供了访问 HTTP 服务的基本功能。使用这部分接口的基本操作主要包括：

· 创建 URL 以及 URLConnection / HttpURLConnection 对象

· 设置连接参数

· 连接到服务器

· 向服务器写数据

· 从服务器读取数据

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.URL;

import java.net.URLConnection;

import java.net.HttpURLConnection;

try {

// 创建一个 URL 对象

URL url = new URL(your_url);

// 创建一个 URL 连接，如果有代理的话可以指定一个代理。

URLConnection connection = url.openConnection(Proxy_yours);

// 对于 HTTP 连接可以直接转换成 HttpURLConnection 这样就可以使用一些 HTTP 连接特定的方法，

// 如 setRequestMethod() 等

//HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection)url.openConnection(Proxy_yours);


// 在开始和服务器连接之前，可能需要设置一些网络参数

connection.setConnectTimeout(10000);

connection.addRequestProperty("User-Agent", "J2me/MIDP2.0");


// 连接到服务器

connection.connect();

// 往服务器写数据，数据会暂时被放到内存缓存区中

// 如果仅是一个简单的 HTTP GET，这一部分则可以省略

OutputStream outStream = connection.getOutputStream();

ObjectOutputStream objOutput = new ObjectOutputStream(outStream);


objOutput.writeObject(new String("this is a string..."));

objOutput.flush();

// 向服务器发送数据并获取应答

InputStream in = connection.getInputStream();

// 处理数据

...

} catch (Exception e) {

// 网络读写操作往往会产生一些异常，所以在具体编写网络应用时

// 最好捕捉每一个具体以采取相应措施

}

2.2. Apache接口

Apache HttpClient 是一个开源项目，弥补了 java.net.* 灵活性不足的缺点，为客户端的HTTP编程提供高效、最新、功能丰富的工具包支持。Android
平台引入了 Apache HttpClient 的同时还提供了对它的一些封装和扩展，例如设置缺省的HTTP超时和缓存大小等。早期的 Android 曾同时包括 Commons HttpClient （org.apache.commons.httpclient.*） 和 HttpComponents （org.apache.http.client.* ），不过当前版本 (1.5) 中开发者只能使用后者，也就是说类似以下的一些类：

使用这部分接口的基本操作与 java.net.* 基本类似，主要包括：

· 创建 HttpClient 以及 GetMethod / PostMethod， HttpRequest 等对象

· 设置连接参数

· 执行 HTTP 操作

· 处理服务器返回结果

import org.apache.http.HttpEntity;

import org.apache.http.HttpHost;

import org.apache.http.HttpResponse;

import org.apache.http.auth.AuthScope;

import org.apache.http.auth.UsernamePasswordCredentials;

import org.apache.http.client.methods.HttpGet;

import org.apache.http.conn.params.ConnRoutePNames;

import org.apache.http.params. HttpConnectionParams;

import org.apache.http.client.params. HttpClientParams;



try {

// 创建 HttpParams 以用来设置 HTTP 参数（这一部分不是必需的）

HttpParams params = new BasicHttpParams();

// 设置连接超时和 Socket 超时，以及 Socket 缓存大小

HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(params, 20 * 1000);

HttpConnectionParams.setSoTimeout(params, 20 * 1000);

HttpConnectionParams.setSocketBufferSize(params, 8192);

// 设置重定向，缺省为 true

HttpClientParams.setRedirecting(params, true);

// 设置 user agent

HttpProtocolParams.setUserAgent(params, userAgent);

// 创建一个 HttpClient 实例 ,注意 HttpClient httpClient = new HttpClient();
是Commons HttpClient

// 中的用法，在 Android 1.5 中我们需要使用 Apache 的缺省实现 DefaultHttpClient

HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient(params);

// 创建 HttpGet 方法，该方法会自动处理 URL 地址的重定向

HttpGet httpGet = new HttpGet ("http://www.test_test.com/");

HttpResponse response = client.execute(httpGet);

if (response.getStatusLine().getStatusCode() != HttpStatus.SC_OK)
{

// 错误处理，例如可以在该请求正常结束前将其中断

httpGet.abort();

}



// 读取更多信息

Header[] headers = response.getHeaders();

HttpEntity entity = response.getEntity();

Header header = response.getFirstHeader("Content-Type");

} catch (Exception ee) {

//

} finally {

// 释放连接

client.getConnectionManager().shutdown();

}

2.3.
Android接口

android.net.* 实际上是通过对 Apache 的 HttpClient 的封装来实现的一个 HTTP 编程接口，同时还提供了 HTTP
请求队列管理， 以及 HTTP 连接池管理，以提高并发请求情况下（如转载网页时）的处理效率，除此之外还有网络状态监视等接口。

以下是一个通过 AndroidHttpClient 访问服务器的最简例子：

import import android.net.http.AndroidHttpClient;

try {

AndroidHttpClient client = AndroidHttpClient.newInstance(“your_user_agent”);


// 创建 HttpGet 方法，该方法会自动处理 URL 地址的重定向

HttpGet httpGet = new HttpGet ("http://www.test_test.com/");

HttpResponse response = client.execute(httpGet);

if (response.getStatusLine().getStatusCode() != HttpStatus.SC_OK)
{

// 错误处理

}

// 关闭连接

client.close();

} catch (Exception ee) {

//

}

另外当我们的应用需要同时从不同的主机获取数目不等的数据，并且仅关心数据的完整性而不关心其先后顺序时，也可以使用这部分的接口。典型用例就是
android.webkit 在转载网页和下载网页资源时，具体可参考 android.webkit.* 中的相关实现。