Android RIL使用詳解
前言
Android作為一個通用的移動平臺，其首要的功能就是通話、短信以及上網等通信功能。那么，從系統的角度來看，Android究竟是怎么實現與網絡的交互的了？ 這篇文章里，就來看一看Android中負責通信功能的Telephony中間層，通常也被稱之為RIL(Radio Interface Layer)的具體實現原理與架構。
Android手機要實現與網絡端的通信，需要跨越兩個層：
RIL Java(RILJ)：負責將上層APP的通信請求發送給HAL層；RIL C++(RILD)： 系統守護進程，負責將RILJ的請求命令發送給CP(Communication Processor)
什么是RIL
簡單的說，RIL(Radio Interface Layer)，就是將應用程序的通信請求發送給CP的中間層，其包括兩個部分，一個是Java層RILJ,一個是C++層（不妨看作是CP對應的HAL層）RILD。
RILJ屬于系統Phone進程的一部分，隨Phone進程啟動而加載；而RILD守護進程是通過Android的Init進程進行加載的。
RIL結構
下圖是一個Android RIL的一個結構圖。整個通信過程有四個層：
最上層的是應用程序，如通話，短信以及SIM卡管理，它們主要負責將用戶的指令發送到RIL Framework(以后統稱RILJ）； RILJ為上層提供了通用的API，如TelephonyManager(包括通話，網絡狀態； SubscriptionManager(卡狀態）以及SmsManager等，同時RILJ還負責維持與RILD的通信，并將上層的請求發送給RILD； RILD是系統的守護進程，對于支持通話功能的移動平臺是必不可少的。RILD的功能主要功能是將RILJ發送過來的請求繼續傳遞給CP，同時會及時將CP的狀態變化發送給RILJ； Linux驅動層：kernel驅動層接受到數據后，將指令傳給CP，最后由CP發送給網絡端，等網絡返回結果后，CP將傳回給RILD；
RILJ與RILD（RILD與CP的通信）都是通過一個個消息進行數據傳遞。消息主要分兩種：一種是RILJ主動發送的請求（solicited），常見的有RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS(獲取SIM卡狀態），RIL_REQUEST_DIAL(撥打電話），RIL_REQUEST_SEND_SMS（發送短信），RIL_REQUEST_GET_CURRENT_CALLS（獲取當前通話狀態），RIL_REQUEST_VOICE_REGISTRATION_STATE（獲取網絡狀態）； 另一種則是從CP主動上報給RIL的消息（unsolicited)，如網絡狀態發生變化時，CP會上報RIL_UNSOL_RESPONSE_VOICE_NETWORK_STATE_CHANGED，有新短信時，會上報RIL_UNSOL_RESPONSE_NEW_SMS，有來電時會上報RIL_UNSOL_CALL_RING。
RIL相關的請求命令與數據結構都定義在/android/hardware/ril/include/telephony/ril.h
在整個過程中，有幾個關鍵問題：
上層是如何得知RILJ狀態變化的； RILJ與RILD是怎么進行通信的？ RILJD與CP又是如何進行通信的？圍繞這三個問題點，我們來看一下具體的細節。
上層如何得知RILJ狀態變化
為方便上層實時監聽網絡狀態、通話狀態以及CP的狀態變化，RIL提供了一個專門的監聽接口IPhoneStateListener.aidl，上層需要監聽上述狀態變化時，只需要實現上述接口,并在Android系統服務TelephonyRegistry中對上述接口實現進行注冊：
public void listen(String pkgForDebug, IPhoneStateListener callback, int events, boolean notifyNow);
另外，也可以在TelephonyManager中對RIL狀態進行監聽：
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在創建過程中，會啟動兩個線程：RILSender和RILReceiver,RILSender負責將指令發送給RILD,而RILReceiver則負責從讀取從RILD發送過來的數據。RILJ與RILD的通信通道就是在RILReceiver中建立起來的。
我們來看一看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讀取數據 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()); } //無法讀取數據，將CP狀態設置為不可用 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啟動時，會建立一個UNIX Domain socket(LocalSocket，kernel層對應/dev/socket/rild)，與RILD進行通信，然后一直從socket中讀取數據,并將數據傳給上層。連接成功后，RILD會發送一個消息給RILJ，表示連接成功了，這樣RILJ就可以將請求數據發送給RILD，進行通信了。
RILD與CP如何進行通信
RILD與CP（可以看做是兩個運行在不同CPU上的進程通信）交換數據方式一般有兩種情況。如果AP與CP集中在一個芯片上，如高通的平臺就是將AP與CP集中在一塊芯片上，這時通常采用共享內存的方式實現跨進程通信；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，則一般采用字符設備(character devices) 進行通信。總的說來，共享內存的方式在速度上要優于字符設備。
接下來，主要介紹下RILJ部分的代碼結構。
RILJ代碼結構
RIL Framework (RILJ)的代碼按照功能來劃分的話，主要有以下幾個組成部分：
管理網絡狀態（信號強度，網絡注冊狀態等）:ServiceStateTracker等； 通話管理（撥號，接聽，呼叫等待等）：CallManager,GsmCallTracker等 SMS短信接收發送：InboundSMSHandler,SmsDispater等 SIM卡管理：UiccController,SubscriptionsController等 數據鏈接管理：DcTracker,DctController等 Telephony 大管家：PhoneBase,GsmPhone,PhoneProxy等
以上代碼主要位于兩個目錄：
/android/frameworks/opt/telephony/（負責與RILD交互） /android/frameworks/base/telephony/（對上層提供接口）下面，以撥打電話的流程作為示例看一看RIL是如何發揮作用的。
示例：CALL流程
下圖是一個MO(Mobile Originated) 通話流程簡圖：
到這一步后，通話并沒有開始，如果MT接聽了電話，則MO會收到CALL狀態變化的信息，然后，才真正開始建立通話鏈接。
到此這篇關于Android RIL使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關Android RIL內容請搜索好吧啦網以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持好吧啦網！
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