Android RILD详解

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 2016/11/29

前言

在上一篇文章里（http://sniffer.site/2016/11/29/Android-RILD%E8%AF%A6%E8%A7%A3/），简要介绍了Android RIL的架构。这一篇文章，就来看一看RILD（RIL Daemon)相关的内容。Android RIL在HAL(Hardware Abstract Layer)层（C++层）由三个部分组成：

RILD是系统的守护进程，主要用于初始化LIBRIL以及启动厂商自定义的Vendor RIL；
LIBRIL库被RILD初始化完成后，用于与Vendor RIL之间进行交互，负责接收、发送指令；
Vendor RIL库是第三方厂商自定义的一个库，用于向Modem发送指令或者接收来自LIBRIL或者Modem的指令, Android有一个基于AT指令的默认参考实现(reference-ril)

三者之间的关系图如下所示：

RILD and LIBRIL

从这里可以看到，RILD在启动时，负责将LibRil以及Vendor RIL进行初始化，将相应的回调函数以及调用接口进行注册，LibRIL向vendor RIL提供了接口RIL_Env，当Vendor有消息时，利用该回调返回；而Vendor RIL 同样提供了接口RIL_RadioFunctions,给LibRIl调用。这里涉及到3个主要问题：

RILD是如何启动？
RILD是如何进行初始化操作的？
初始完成后，LIBRIL是如何进行消息的接收与发送的？

RILD是如何启动的

RILD(RIL Daemon)是系统的守护进程，系统已启动，就会一直运行。手机开机时，kernel完成初始化后，Android启动一个初始化进程Init用于加载系统基础服务，如文件系统，zygote进程，服务管家ServiceManager,以及RILD：


service ril-daemon /system/bin/rild
    class main
    socket rild stream 660 root radio
    socket rild-debug stream 660 radio system
    user root
    group radio cache inet misc audio log

这里，init进程从手机文件系统目录system/bin/rild中读取RILD的可执行文件，加载到内存运行；同时，创建两个socket端口:rild和rild-debug,其中rild用于RILJ与RILD之间的数据通信，而rild-debug则用于RILJ与RILD的调试。

开机流程可参考：http://blog.csdn.net/jason_wzn/article/details/52278533

Android初始化语言init可参考：http://blog.csdn.net/jason_wzn/article/details/50790810

RILD是如何进行初始化的

RILD启动后，一方面会去初始化Vendor RIL，将LIBRIL的回调接口RIL_Env传递给Vendor RIL；同时将Vendor RIL的接口RIL_RadioFunctions注册到LIBRIL中，这样一旦初始化完成，LIBRIL与Vendor RIL就可以进行数据的交换了。

来看一看RILD的代码：


int main(int argc, char **argv)
{
	...
   // Vendor RIL接口函数
    const RIL_RadioFunctions *(*rilInit)(const struct RIL_Env *, int, char **);
    const RIL_RadioFunctions *funcs;
	...

OpenLib:

	//从指定路径加载RILD可执行文件
    dlHandle = dlopen(rilLibPath, RTLD_NOW);

    if (dlHandle == NULL) {
        RLOGE("dlopen failed: %s", dlerror());
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

	// 启动LIBRIL的事件处理线程
    RIL_startEventLoop();
	// Vendor RIL初始化函数，返回一个RIL_RadioFunctions
    rilInit = (const RIL_RadioFunctions *(*)(const struct RIL_Env *, int, char **))dlsym(dlHandle, "RIL_Init");
	...
    funcs = rilInit(&s_rilEnv, argc, rilArgv);
    RLOGD("RIL_Init rilInit completed");
	// 将 RIL_RadioFunctions注册到LIBRIL中
    RIL_register(funcs);

    RLOGD("RIL_Init RIL_register completed");
}

RILD初始化主要完成两件事：（1）加载Vendor RIL的代码，并对其进行初始化操作，将LIBRIL的接口RIL_Env传递给Vendor RIL，用于回调；(2)开始RIL事件处理线程；（3）将Vendor RIL的接口注册到LIBRIL中，这样LIBRIL就可以将消息发送给Vendor RIL了。

RIL_startEventLoop()启动RIL事件处理线程：


extern "C" void RIL_startEventLoop(void) {
    /* spin up eventLoop thread and wait for it to get started */
    s_started = 0;
    pthread_mutex_lock(&s_startupMutex);
	...
	// eventLoop函数才是真正开始启动事件处理线程的地方
    int result = pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL);
    if (result != 0) {
        RLOGE("Failed to create dispatch thread: %s", strerror(result));
        goto done;
    }

    while (s_started == 0) {
        pthread_cond_wait(&s_startupCond, &s_startupMutex);
    }

done:
    pthread_mutex_unlock(&s_startupMutex);
}

// evetLoop 

static void *eventLoop(void *param) {
    int ret;
    int filedes[2];
	//初始化事件队列
    ril_event_init();

    pthread_mutex_lock(&s_startupMutex);

    s_started = 1;
    pthread_cond_broadcast(&s_startupCond);

    pthread_mutex_unlock(&s_startupMutex);

    ret = pipe(filedes);
	// 用于监听wakeup事件的pipe端口
    s_fdWakeupRead = filedes[0];
    s_fdWakeupWrite = filedes[1];
	//设置线程唤醒事件，唤醒时，回调processWakeupCallback函数
    ril_event_set (&s_wakeupfd_event, s_fdWakeupRead, true,
                processWakeupCallback, NULL);

    rilEventAddWakeup (&s_wakeupfd_event);

    // 真正干活的函数
    ril_event_loop();
    // kill self to restart on error
    kill(0, SIGKILL);

    return NULL;
}

RILD初始化vendor RIL之后，将返回的RIL_RadioFunctions返回给RILD，RILD接着将其注册到LIBRIL中：


extern "C" void RIL_register (const RIL_RadioFunctions *callbacks) {
    ...
    /* Initialize socket1 parameters */
    s_ril_param_socket = {
                        RIL_SOCKET_1,             /* socket_id */
                        -1,                       /* fdListen */
                        -1,                       /* fdCommand */
                        PHONE_PROCESS,            /* processName */
                        &s_commands_event,        /* commands_event */
                        &s_listen_event,          /* listen_event */
                        processCommandsCallback,  /* processCommandsCallback */
                        NULL                      /* p_rs */
                        };
	....
	// back compatibility
    if (s_started == 0) {
        RIL_startEventLoop();
    }

    // start listen socket1
    startListen(RIL_SOCKET_1, &s_ril_param_socket);
}

// startListen
static void startListen(RIL_SOCKET_ID socket_id, SocketListenParam* socket_listen_p) {
    int fdListen = -1;
    int ret;
    char socket_name[10];

    memset(socket_name, 0, sizeof(char)*10);

    switch(socket_id) {
        case RIL_SOCKET_1:
            strncpy(socket_name, RIL_getRilSocketName(), 9);
            break;
	....
	// 获取 Unix domain socket对应的FD
    fdListen = android_get_control_socket(socket_name);
	// 监听端口	
    ret = listen(fdListen, 4);

    socket_listen_p->fdListen = fdListen;
	// 设置监听回调事件 listenCallback，RILJ主动连接RILD时，处理该回调
    /* note: non-persistent so we can accept only one connection at a time */
    ril_event_set (socket_listen_p->listen_event, fdListen, false,
                listenCallback, socket_listen_p);
	//添加到事件队列中，并唤醒事件处理线程
    rilEventAddWakeup (socket_listen_p->listen_event);
}

源代码： /hardware/ril/libril/ril.cpp

接下来，我们就来看一看LIBRIL与Vendor RIL各自提供的接口函数。这两个接口都在/hardware/ril/include/telephony/ril.h 中进行了声明。

Vendor RIL主要提供了5个接口，供LIBRIL调用：

RIL_RequestFunc是最主要的一个，所有从RILJ发送过来的请求均由该接口发送给Vendor RIL；
RIL_RadioStateRequest从LIBRIL获取modem的即时状态；
RIL_Supports判断Vendor RIL是否支持某个请求命令；
RIL_Cancel取消某个请求命令；
RIL_GetVersion获取RIL的版本号；


typedef struct {
    int version;        /* set to RIL_VERSION */
    RIL_RequestFunc onRequest;
    RIL_RadioStateRequest onStateRequest;
    RIL_Supports supports;
    RIL_Cancel onCancel;
    RIL_GetVersion getVersion;
} RIL_RadioFunctions;


// 将从RILJ发送过来的请求发送给Vendor RIL
typedef void (*RIL_RequestFunc) (int request, void *data,
                                    size_t datalen, RIL_Token t, RIL_SOCKET_ID socket_id);
// 获取 modem 状态
typedef RIL_RadioState (*RIL_RadioStateRequest)(RIL_SOCKET_ID socket_id);

LIBRIL则向Vendor RIL提供了3个接口：

OnRequestComplete:RIL请求完成后，通过该接口将数据返回给LIBRIL，由LIBRIL将数据写入socket RILD;
OnUnsolicitedResponse:CP主动上报消息给Vendor RIL后，通过该接口将消息传给LIBRIL;
RequestTimedCallback:在指定时间内，LIBRIL调用回调函数RequestTimedCallback；


struct RIL_Env {
	// 请求完成，返回给LIBRIL
    void (*OnRequestComplete)(RIL_Token t, RIL_Errno e,
                           void *response, size_t responselen);

// Vendor RIL接收到从CP主动上报的消息后，传给LIBRIL
#if defined(ANDROID_MULTI_SIM)
    void (*OnUnsolicitedResponse)(int unsolResponse, const void *data, size_t datalen, RIL_SOCKET_ID socket_id);
#else
    /**
     * "unsolResponse" is one of RIL_UNSOL_RESPONSE_*
     * "data" is pointer to data defined for that RIL_UNSOL_RESPONSE_*
     */
    void (*OnUnsolicitedResponse)(int unsolResponse, const void *data, size_t datalen);
#endif
    /**
     * Call user-specifed "callback" function on on the same thread that
     * RIL_RequestFunc is called. If "relativeTime" is specified, then it specifies
     * a relative time value at which the callback is invoked. If relativeTime is
     * NULL or points to a 0-filled structure, the callback will be invoked as
     * soon as possible
     */
	// 指定时间内LIBRIL调用回调函数RIL_TimedCallback
    void (*RequestTimedCallback) (RIL_TimedCallback callback,
                                   void *param, const struct timeval *relativeTime);
};

代码路径： /hardware/ril/rild/rild.c

初始化完成了，那么RIL事件处理线程是从何时开始处理事件的了？RIL事件处理线程是怎么又是同时处理来自RILJ以及Vendor RIL的消息的？下面就来看一看LIBRIL如何处理RIL事件的。

LIBRIL如何处理RIL事件

为处理RIL事件，LIBRIL提供了3个事件队列（由双向列表组成）：


static struct ril_event * watch_table[MAX_FD_EVENTS];
static struct ril_event timer_list;
static struct ril_event pending_list;

其中，watch_table用于事件的监测，timer_list保存定时事件，而pending_list用于保存即将被处理的事件列表。对LIBRIL来讲，有3种类型的RIL事件需要处理：


// RILJ请求事件
static struct ril_event s_commands_event;
// 事件处理线程唤醒事件
static struct ril_event s_wakeupfd_event;
// RILD socket端口监听事件
static struct ril_event s_listen_event;

上一节我们了解到，在RIL事件处理线程开始时，LIBRIL会添加一个s_wakeupfd_event的唤醒事件，必要时对线程进行唤醒操作；在注册Vendor RIL的接口时，注册一个监听事件s_listen_event，当RILJ尝试通过socket连接RILD时，处理该事件；当RILJ与RILD连接成功后，处理回调函数listenCallback时，会添加一个 s_commands_event事件，用于处理RILD socket的数据。

那么，LIBRIL是从何时开始处理这些事件的？上一节我们了解到，初始化时，LIBRIL启动了一个专门的线程来处理RIL事件：


void ril_event_loop()
{
    int n;
    fd_set rfds;
    struct timeval tv;
    struct timeval * ptv;

    for (;;) {

        // make local copy of read fd_set
        memcpy(&rfds, &readFds, sizeof(fd_set));
		....
		// 从FD集合中选择可用的端口
        n = select(nfds, &rfds, NULL, NULL, ptv);
		....
        // 处理timer队列中超时的事件
        processTimeouts();
        // 处理监测队列中的事件: listenCallback,
        processReadReadies(&rfds, n);
        // OK，fire pending list
        firePending();
    }
}

该线程，一直监听FD(File Descriptor)集合readFds，如果有数据时，就会立即返回，进而开始执行事件的处理：首先处理定时事件队列中的event,如果发现有超时的事件，就将其加入pending队列中；接着，查看监测表（保存了最多8个事件）中是否有readFds对应的RIL事件，如果存在，则也将其放入到pending队列。最后，就要开始处理pending队列了：


static void firePending()
{
    dlog("~~~~ +firePending ~~~~");
    struct ril_event * ev = pending_list.next;
    while (ev != &pending_list) {
        struct ril_event * next = ev->next;
        removeFromList(ev);
		// 执行回调函数: processWakeupCallback,listenCallback,processCommandsCallback...
        ev->func(ev->fd, 0, ev->param);
        ev = next;
    }
    dlog("~~~~ -firePending ~~~~");
}

源码：/android/hardware/ril/libril/samsung/ril_event.cpp

LIBRIL事件处理线程开始时，只有两个事件：s_wakeupfd_event与s_listen_event，s_wakeupfd_event事件在添加s_listen_event事件，需要唤醒RIL事件处理线程被执行：


static void triggerEvLoop() {
    int ret;
    if (!pthread_equal(pthread_self(), s_tid_dispatch)) {
        /* trigger event loop to wakeup. No reason to do this,
         * if we're in the event loop thread */
         do {
            ret = write (s_fdWakeupWrite, " ", 1);
         } while (ret < 0 && errno == EINTR);
    }
}

接着，开始执行s_listen_event事件，调用回调函数listenCallback:


static void listenCallback (int fd, short flags, void *param) {
	....
	// 接受RILJ的链接请求
    fdCommand = accept(fd, (sockaddr *) &peeraddr, &socklen);

    /* check the credential of the other side and only accept socket from
     * phone process
     */
    is_phone_socket = 0;

    err = getsockopt(fdCommand, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED, &creds, &szCreds);
	
	....

    ret = fcntl(fdCommand, F_SETFL, O_NONBLOCK);
	....

    p_info->fdCommand = fdCommand;
	
    p_rs = record_stream_new(p_info->fdCommand, MAX_COMMAND_BYTES);

    p_info->p_rs = p_rs;
    ril_event_set (p_info->commands_event, p_info->fdCommand, 1,
        p_info->processCommandsCallback, p_info);
	// 添加指令事件`s_commands_event`
    rilEventAddWakeup (p_info->commands_event);
	// 建立新的连接，告知RILJ链接成功，并上报radio状态
    onNewCommandConnect(p_info->socket_id);
}

下次处理pending事件队列时，处理s_commands_event,调用回调函数processCommandsCallback：


	static void processCommandsCallback(int fd, short flags, void *param) {
		// 循环读 RILD socket接口数据流
	    for (;;) {
	        /* loop until EAGAIN/EINTR, end of stream, or other error */
			// 读取 socket数据流
	        ret = record_stream_get_next(p_rs, &p_record, &recordlen);
	
	        if (ret == 0 && p_record == NULL) {
	            /* end-of-stream */
	            break;
	        } else if (ret < 0) {
	            break;
	        } else if (ret == 0) { /* && p_record != NULL */
	            processCommandBuffer(p_record, recordlen, p_info->socket_id);
	        }
	    }
		....


	// processCommandBuffer
	static int processCommandBuffer(void *buffer, size_t buflen, RIL_SOCKET_ID socket_id) {
	
	    RequestInfo *pRI;
		...
	    pRI = (RequestInfo *)calloc(1, sizeof(RequestInfo));
	
	    pRI->token = token;
		// 根据 RILJ的REQUEST类型来获取CommandInfo
	    pRI->pCI = &(s_commands[request]);
	    pRI->socket_id = socket_id;
		...
		// 将请求分配给对应的函数处理
	    pRI->pCI->dispatchFunction(p, pRI);
	
	    return 0;
	}

}

上述代码中，s_commands将所有RILJ的请求命令，对应的请求函数以及响应处理函数组成一个类型为commandInfo的结构体数组，等请求从CP返回时，就可以调用对应的响应函数来处理返回的结果了：


static CommandInfo s_commands[] = {
	#include "ril_commands.h"
};

   {0, NULL, NULL},                   //none
   {RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS, dispatchVoid, responseSimStatus},
   {RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PIN, dispatchStrings, responseInts},
   {RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK, dispatchStrings, responseInts},
   {RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PIN2, dispatchStrings, responseInts},
   {RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PUK2, dispatchStrings, responseInts},
   {RIL_REQUEST_CHANGE_SIM_PIN, dispatchStrings, responseInts},
   {RIL_REQUEST_CHANGE_SIM_PIN2, dispatchStrings, responseInts},
....

源码： /android/hardware/ril/libril/samsung/ril_commands.h

参考文献

原文作者：Jason Wang

更新日期：2023-07-09, 20:28:42

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CATALOG

1. 前言
2. RILD是如何启动的
3. RILD是如何进行初始化的
4. LIBRIL如何处理RIL事件
5. 参考文献