前言

Android作為一個(gè)通用的移動(dòng)平臺(tái)，其首要的功能就是通話、短信以及上網(wǎng)等通信功能。那么，從系統(tǒng)的角度來(lái)看，Android究竟是怎么實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的交互的了？ 這篇文章里，就來(lái)看一看Android中負(fù)責(zé)通信功能的Telephony中間層，通常也被稱之為RIL(Radio Interface Layer)的具體實(shí)現(xiàn)原理與架構(gòu)。

Android手機(jī)要實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)端的通信，需要跨越兩個(gè)層：

RIL Java(RILJ)：負(fù)責(zé)將上層APP的通信請(qǐng)求發(fā)送給HAL層；RIL C++(RILD)： 系統(tǒng)守護(hù)進(jìn)程，負(fù)責(zé)將RILJ的請(qǐng)求命令發(fā)送給CP(Communication Processor)

什么是RIL

簡(jiǎn)單的說(shuō)，RIL(Radio Interface Layer)，就是將應(yīng)用程序的通信請(qǐng)求發(fā)送給CP的中間層，其包括兩個(gè)部分，一個(gè)是Java層RILJ,一個(gè)是C++層（不妨看作是CP對(duì)應(yīng)的HAL層）RILD。

RILJ屬于系統(tǒng)Phone進(jìn)程的一部分，隨Phone進(jìn)程啟動(dòng)而加載；而RILD守護(hù)進(jìn)程是通過(guò)Android的Init進(jìn)程進(jìn)行加載的。

RIL結(jié)構(gòu)

下圖是一個(gè)Android RIL的一個(gè)結(jié)構(gòu)圖。整個(gè)通信過(guò)程有四個(gè)層：

最上層的是應(yīng)用程序，如通話，短信以及SIM卡管理，它們主要負(fù)責(zé)將用戶的指令發(fā)送到RIL Framework(以后統(tǒng)稱RILJ）； RILJ為上層提供了通用的API，如TelephonyManager(包括通話，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； SubscriptionManager(卡狀態(tài)）以及SmsManager等，同時(shí)RILJ還負(fù)責(zé)維持與RILD的通信，并將上層的請(qǐng)求發(fā)送給RILD； RILD是系統(tǒng)的守護(hù)進(jìn)程，對(duì)于支持通話功能的移動(dòng)平臺(tái)是必不可少的。RILD的功能主要功能是將RILJ發(fā)送過(guò)來(lái)的請(qǐng)求繼續(xù)傳遞給CP，同時(shí)會(huì)及時(shí)將CP的狀態(tài)變化發(fā)送給RILJ； Linux驅(qū)動(dòng)層：kernel驅(qū)動(dòng)層接受到數(shù)據(jù)后，將指令傳給CP，最后由CP發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)端，等網(wǎng)絡(luò)返回結(jié)果后，CP將傳回給RILD；

RILJ與RILD（RILD與CP的通信）都是通過(guò)一個(gè)個(gè)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。消息主要分兩種：一種是RILJ主動(dòng)發(fā)送的請(qǐng)求（solicited），常見(jiàn)的有RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS(獲取SIM卡狀態(tài)），RIL_REQUEST_DIAL(撥打電話），RIL_REQUEST_SEND_SMS（發(fā)送短信），RIL_REQUEST_GET_CURRENT_CALLS（獲取當(dāng)前通話狀態(tài)），RIL_REQUEST_VOICE_REGISTRATION_STATE（獲取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)）； 另一種則是從CP主動(dòng)上報(bào)給RIL的消息（unsolicited)，如網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，CP會(huì)上報(bào)RIL_UNSOL_RESPONSE_VOICE_NETWORK_STATE_CHANGED，有新短信時(shí)，會(huì)上報(bào)RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS，有來(lái)電時(shí)會(huì)上報(bào)RIL_UNSOL_CALL_RING。

RIL相關(guān)的請(qǐng)求命令與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都定義在/android/hardware/ril/include/telephony/ril.h

在整個(gè)過(guò)程中，有幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

上層是如何得知RILJ狀態(tài)變化的； RILJ與RILD是怎么進(jìn)行通信的？ RILJD與CP又是如何進(jìn)行通信的？

圍繞這三個(gè)問(wèn)題點(diǎn)，我們來(lái)看一下具體的細(xì)節(jié)。

上層如何得知RILJ狀態(tài)變化

為方便上層實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、通話狀態(tài)以及CP的狀態(tài)變化，RIL提供了一個(gè)專門的監(jiān)聽(tīng)接口IPhoneStateListener.aidl，上層需要監(jiān)聽(tīng)上述狀態(tài)變化時(shí)，只需要實(shí)現(xiàn)上述接口,并在Android系統(tǒng)服務(wù)TelephonyRegistry中對(duì)上述接口實(shí)現(xiàn)進(jìn)行注冊(cè)：

public void listen(String pkgForDebug, IPhoneStateListener callback, int events, boolean notifyNow);

另外，也可以在TelephonyManager中對(duì)RIL狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)：

public void listen(PhoneStateListener listener, int events)

源代碼:/android/frameworks/base/telephony/java/com/android/internal/telephony/IPhoneStateListener.aidl

oneway interface IPhoneStateListener { void onServiceStateChanged(in ServiceState serviceState); void onSignalStrengthChanged(int asu); void onMessageWaitingIndicatorChanged(boolean mwi); void onCallForwardingIndicatorChanged(boolean cfi); // we use bundle here instead of CellLocation so it can get the right subclass void onCellLocationChanged(in Bundle location); void onCallStateChanged(int state, String incomingNumber); void onDataConnectionStateChanged(int state, int networkType); void onDataActivity(int direction); void onSignalStrengthsChanged(in SignalStrength signalStrength); void onOtaspChanged(in int otaspMode); void onCellInfoChanged(in List<CellInfo> cellInfo); void onPreciseCallStateChanged(in PreciseCallState callState); void onPreciseDataConnectionStateChanged(in PreciseDataConnectionState dataConnectionState); void onDataConnectionRealTimeInfoChanged(in DataConnectionRealTimeInfo dcRtInfo); void onVoLteServiceStateChanged(in VoLteServiceState lteState); void onOemHookRawEvent(in byte[] rawData); void onCarrierNetworkChange(in boolean active); void onFdnUpdated(); void onVoiceRadioBearerHoStateChanged(int state); }

RILJ與RILD如何通信

RILJ在創(chuàng)建過(guò)程中，會(huì)啟動(dòng)兩個(gè)線程：RILSender和RILReceiver,RILSender負(fù)責(zé)將指令發(fā)送給RILD,而RILReceiver則負(fù)責(zé)從讀取從RILD發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。RILJ與RILD的通信通道就是在RILReceiver中建立起來(lái)的。

我們來(lái)看一看RILReciver的代碼：

class RILReceiver implements Runnable { byte[] buffer; RILReceiver() { ... @Override public void run() { int retryCount = 0; String rilSocket = 'rild'; // 嘗試與RILD建立連接 try {for (;;) { LocalSocket s = null; LocalSocketAddress l; if (mInstanceId == null || mInstanceId == 0 ) { rilSocket = SOCKET_NAME_RIL[0]; } else { rilSocket = SOCKET_NAME_RIL[mInstanceId]; } try { s = new LocalSocket(); l = new LocalSocketAddress(rilSocket, LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED); s.connect(l); } catch (IOException ex){ ... // don’t print an error message after the the first time // or after the 8th time if (retryCount == 8) { Rlog.e (RILJ_LOG_TAG, 'Couldn’t find ’' + rilSocket + '’ socket after ' + retryCount + ' times, continuing to retry silently'); } else if (retryCount >= 0 && retryCount < 8) { Rlog.i (RILJ_LOG_TAG, 'Couldn’t find ’' + rilSocket + '’ socket; retrying after timeout'); } ... retryCount++; continue; } retryCount = 0; mSocket = s; // 從socket讀取數(shù)據(jù) int length = 0; try { InputStream is = mSocket.getInputStream(); for (;;) { Parcel p; length = readRilMessage(is, buffer); if (length < 0) { // End-of-stream reached break; } p = Parcel.obtain(); p.unmarshall(buffer, 0, length); p.setDataPosition(0); processResponse(p); p.recycle(); } } catch (java.io.IOException ex) { Rlog.i(RILJ_LOG_TAG, '’' + rilSocket + '’ socket closed', ex); } catch (Throwable tr) { Rlog.e(RILJ_LOG_TAG, 'Uncaught exception read length=' + length + 'Exception:' + tr.toString()); } //無(wú)法讀取數(shù)據(jù)，將CP狀態(tài)設(shè)置為不可用 setRadioState (RadioState.RADIO_UNAVAILABLE); ... mSocket = null; RILRequest.resetSerial(); // Clear request list on close clearRequestList(RADIO_NOT_AVAILABLE, false); }} catch (Throwable tr) { Rlog.e(RILJ_LOG_TAG,'Uncaught exception', tr); } } }

RILReceiver啟動(dòng)時(shí)，會(huì)建立一個(gè)UNIX Domain socket(LocalSocket，kernel層對(duì)應(yīng)/dev/socket/rild)，與RILD進(jìn)行通信，然后一直從socket中讀取數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)傳給上層。連接成功后，RILD會(huì)發(fā)送一個(gè)消息給RILJ，表示連接成功了，這樣RILJ就可以將請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)送給RILD，進(jìn)行通信了。

RILD與CP如何進(jìn)行通信

RILD與CP（可以看做是兩個(gè)運(yùn)行在不同CPU上的進(jìn)程通信）交換數(shù)據(jù)方式一般有兩種情況。如果AP與CP集中在一個(gè)芯片上，如高通的平臺(tái)就是將AP與CP集中在一塊芯片上，這時(shí)通常采用共享內(nèi)存的方式實(shí)現(xiàn)跨進(jìn)程通信；而如果不是在同一塊芯片，而是AP與CP分別采用不同廠商的平臺(tái)，則一般采用字符設(shè)備(character devices) 進(jìn)行通信。總的說(shuō)來(lái)，共享內(nèi)存的方式在速度上要優(yōu)于字符設(shè)備。

接下來(lái)，主要介紹下RILJ部分的代碼結(jié)構(gòu)。

RILJ代碼結(jié)構(gòu)

RIL Framework (RILJ)的代碼按照功能來(lái)劃分的話，主要有以下幾個(gè)組成部分：

管理網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)（信號(hào)強(qiáng)度，網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)狀態(tài)等）:ServiceStateTracker等； 通話管理（撥號(hào)，接聽(tīng)，呼叫等待等）：CallManager,GsmCallTracker等 SMS短信接收發(fā)送：InboundSMSHandler,SmsDispater等 SIM卡管理：UiccController,SubscriptionsController等 數(shù)據(jù)鏈接管理：DcTracker,DctController等 Telephony 大管家：PhoneBase,GsmPhone,PhoneProxy等

以上代碼主要位于兩個(gè)目錄：

/android/frameworks/opt/telephony/（負(fù)責(zé)與RILD交互） /android/frameworks/base/telephony/（對(duì)上層提供接口）

下面，以撥打電話的流程作為示例看一看RIL是如何發(fā)揮作用的。

示例：CALL流程

下圖是一個(gè)MO(Mobile Originated) 通話流程簡(jiǎn)圖：

APP向TelecomManager發(fā)送撥號(hào)請(qǐng)求（關(guān)于TelecomManager可以參考另一篇文章Android Telecom系統(tǒng)服務(wù)）； TelecomManager將通話請(qǐng)求發(fā)送給GsmPhone； GsmPhone繼續(xù)將指令傳遞給GsmCallTracker； GsmCallTracker調(diào)用RILJ，RILJ將通話請(qǐng)求發(fā)送給RILD； RILD接收到通話指令時(shí)，發(fā)送給CP； CP發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，MT(Mobile Terminal)收到通話后，告知網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)將該信息傳遞給MO已將通話信息發(fā)送給MT了（就是手機(jī)發(fā)出嘟嘟聲音的時(shí)候）：通話狀態(tài)由DIALING ?> ALERTING； RILD收到通話狀態(tài)變化的消息后，發(fā)送一個(gè)UNSOL_RESPONSE_CALL_STATE_CHANGED的消息給RILJ； RILJ通知GsmCallTracker通話狀態(tài)變化了； GsmCallTracker主動(dòng)查詢CALL狀態(tài)：pollCallWhenSafe()，確保得到的信息是對(duì)的，沒(méi)有發(fā)生變化； RILJ給RILD發(fā)送getCurrentCalls()的請(qǐng)求； RILD獲取到CALL狀態(tài)后，上報(bào)給RILJ，再由RILJ返回結(jié)果給GsmCallTracker GsmCallTracker得到確定的CALL狀態(tài)后，通知GsmPhone：notifyPreciseCallStateChanged(); GsmPhone將CALL狀態(tài)變化的消息告知Telecom系統(tǒng)服務(wù)； 最后，Telecom系統(tǒng)服務(wù)發(fā)送CALL狀態(tài)變化的廣播給上層APP

到這一步后，通話并沒(méi)有開(kāi)始，如果MT接聽(tīng)了電話，則MO會(huì)收到CALL狀態(tài)變化的信息，然后，才真正開(kāi)始建立通話鏈接。

到此這篇關(guān)于Android RIL使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Android RIL內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！