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。