基于迅为4412精英版连接SIM7100C模块Android下调试——RIL库分析(一)

2016/10/23 4G

1.概念介绍

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,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,一种调制解调器命令语言。

2.基本架构概述 Android RIL (Radio Interface Layer)提供了Telephony服务和Radio硬件之间的抽象层。RIL负责数据的可靠传输、AT命令的发送以及response(响应)的解析。一般的,应用处理器(AP)通过AT命令集与无线通讯模块(基带/BP)通信。通信的方式又分为主动请求的request(诸如拨号、发短信……),以及Modem主动上报的例如信号强度、基站信息、来电、来短信等,称之为unsolicitedresponse(未经请求的响应)。

电话系统大体框架):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)。

电话系统大体框架

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 。

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RIL接口下层结构: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 socket: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硬件抽象层主要实现 ril命令与AT命令的转换。

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3.Modem与AP通讯

在Android系统中rild运行在AP上,AP上的应用通过rild发送AT指令给BP,BP接收到信息后又通过rild传送给AP。AP与BP之间有两种通信方式:

1.Solicited Response:Ap向Bp发送请求,Bp给Ap发送回复,该类型的AT指令及其回调函数以数组的形式存放在Ril_commands.h文件中;

2.unSolicited Response:Bp主动给Ap发送事件,该类型的AT指令及其回调函数以数组的形式存放在ril_unsol_commands.h文件中。

不同手机厂商使用的AT命令不完全相同,AP与BP之间通过各厂商自己的相关动态库来通信。

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目前市面上的3G/4G modem和主机的连接方式主要有串口、USB和mini-PCIE,串口模块比较传统且使用比较简单。加载驱动后,3G/4G模块的usb口会映射为ttyUSB*的形式。

4.Android RIL组成

Android RIL可以分成2个模块,一个部分RIL Demon(RILD),用于通过socket和framework通讯;另一部分是第三方自己客制化的部分,暂时称之为vendor RIL。这样设计是因为不同的厂商使用的Modem不一样,而RIL又和Modem紧密联系,所以Android有把和Modem联系紧密的部分和公共部分剥离开,让不同的厂商可以客制化vendor RIL以适应厂商自己的Modem。Vendor RIL专门负责通过AT和Modem进行通讯。可以细化称为:

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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,RIL守护进程,开机时被init守护进程调用启动,实现一个main函数作为整个ril模块的入口点。

在初始化时使用dlopen打开librefrence-ril.so,从中取出并执行RIL_Init函数,得到RIL_RadioFunctions指针,通过RIL_register()函数注册到libril.so库中,其源码结构如下:

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在rild.c文件中,将完成ril的加载过程,它会执行如下操作:

a. 动态加载Vendor RIL的.so文件;

b.执行RIL_startEventLoop()开启消息队列以进行事件监听;

c. 通过执行Vendor RIL的rilInit()方法来进行Vendor RIL与libril的关系建立。

d.在rild文件夹中还包括一个radiooptions.c文件,它的作用是通过串口将一些radio相关的参数直接传给rild来对radio进行配置。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。

  1. libril.so:

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。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。源码结构如下所示:

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a.在编译时libril.so被链入rild,它为rild提供了event处理功能,还提供了在rild与Vendor RIL之间传递请求和响应消息的能力。

b.libril.so提供的主要功能分布在两个主要方法内,一个RIL_startEventLoop()方法,另一个是RIL_register()方法。

c.RIL_startEventLoop()方法所提供的功能就是启用eventLoop线程,开始执行RIL消息队列。

d.RIL_register()方法的主要功能是启动名为 rild 的监听端口,等待java 端通过socket进行连接。

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,并且将AT指令写入radio中。同时监听Modem的反馈信息给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。源码结构如下所示:

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Android自带的Vendor RIL的参考实现。被编译成.so文件,由于本部分是厂商定制的重点所在。所以被设计为松散耦合,且可灵活配置的。reference-ril会接收调用者传来的参数,参数内容为与radio的通信方式。如通过串口连接radio,那么参数为这种形式:-d /dev/ttyUSB*。

5.参考:

http://blog.csdn.net/yangwen123/article/details/8914291

http://blog.csdn.net/hanbo622/article/details/42520007

http://blog.csdn.net/tronteng/article/details/39031615

http://46aae4d1e2371e4aa769798941cef698.devproxy.yunshipei.com/column/details/ril-3g.html

http://blog.csdn.net/jscese/article/details/40046493

http://www.cnitblog.com/luofuchong/archive/2011/05/28/74190.html

今天先开个头,继续加油! 以上内容多参考网上的诸位前辈的博客,谢谢你们!

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