Android RIL
RIL是Radio Interface Layer的缩写，是介于电话服务和硬件设备之间的抽象层。它一方面负责应用层命令的发送，另一方面把Modem对命令响应内容返还给应用。可以认为它是应用和Modem之间的信息管道。
RIL相关的代码主要分布在 /hardware/ril 目录下面，会编译生产几个重要的库文件或可执行文件，分别为 rild, libril.so,librefrence_ril.so, 但是librefrence_ril.so的源代码，不同的厂商会根据自己的Modem特性做相应的修改，其中高通平台，librefrence_ril.so文件被libril-qc-qmi-1.so文件取代，该库的源代码路径如下 : /vendor/qcom/proprietary/qcril/qcril_qmi
上面提到的文件中，rild由/hardware/ril/rild编译生成，libril.so由/hardware/ril/libril编译生成
在介绍Android RIL之前，我先给大家回顾一下应用和底层代码的几种常用的通信方式。
1、Android JNI. 其中Android JNI又有两种实现方式，分别为静态编译和动态加载。例如:
{ "native_setup","(Ljava/lang/Object;ILjava/lang/String;)V", (void*)android_hardware_Camera_native_setup}
上面是一个典型的JNI函数声明，定义了Java层的代码和底层代码函数接口的对应关系。也就是说在java里面调用native_setup 函数其实会转换成调用底层的 android_hardware_Camera_native_setup函数。对于静态编译来说，它会把这种函数声明和函数注册相关的代码编译成一个库文件，应用代码想要使用这个接口函数时，需要首先修改*.mk文件，引入该库文件，然后才能引入该native方法。但是动态加载就不一样了，它是在系统运行的时候动态的注册函数。例如:
REG_JNI(register_android_net_wifi_WifiNative),
REG_JNI(register_android_hardware_Camera),
上面的代码摘自/frameworks/base/core/jni/AndroidRuntime.cpp
对应很多系统服务，像这种函数对应关系，并不是将其分别编译成静态库，而是在系统启动运行的时候动态的加载并注册。这种JNI的通信方式就是动态加载。
2、Socket通信方式。Socket是用于网络通信的套接字，但这里我们用的是本地Socket，也就是Local Socket.我们先来看一下这种通信方式的关键代码:
Framework层的java代码:
LocalSocket s = null;
LocalSocketAddress l;
s = new LocalSocket();
l = newLocalSocketAddress(rilSocket, LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
s.connect(l);
其中rilSocket是一个字符串变量，是要连接的Socket服务的名字。
底层的代码:
intfdListen = -1;
fdListen = android_get_control_socket(socket_name);
ret = listen(fdListen, 4);
s_fdCommand = accept(s_fdListen, (sockaddr*) &peeraddr, &socklen);
这个是Socket服务端的代码。有一点需要注意的是，这里的变量 socket_name要和要和前面提到的字符串变量rilSocket相同，这样连接之后，服务端和客户端就可以按照Socket的编程方式进行read, write通信了。
有一点需要注意的是，我们利用函数android_get_control_socket(socket_name);获取的socket服务端必须在init.rc的文件中申明定义，如下:
service logd /system/bin/logd
class core
socket logd stream 0666 logd logd
socket logdr seqpacket 0666 logd logd
socket logdw dgram 0222 logd logd
seclabel u:r:logd:s0
其中socket关键字，表示给进程 logd 分配一个sokcet资源。上面的代码摘自init.rc文件。
framework层和底层交互的java代码主要是RIL.java,路径如下:
frameworks/opt/telephony/src/java/com/android/
internal/telephony/RIL.java
系统通过下面的流程创建RIL对象：
framework层和底层交互的java代码主要是RIL.java,路径如下:
frameworks/opt/telephony/src/java/com/android/
internal/telephony/RIL.java
系统通过下面的流程创建RIL对象：
系统通过上面的调用最终进入RIL的构造函数，在该构造函数中，主要创建了两个线程，分别为mSenderThread（用于向modem发送命令）和mReceiverThread（用于读取modem的响应或者主动上报的信息）。
创建mSenderThread：
mSenderThread = newHandlerThread("RILSender" + mInstanceId);
mSenderThread.start();
创建mReceiverThread:
mReceiver = newRILReceiver();
mReceiverThread =newThread(mReceiver,"RILReceiver"+mInstanceId);
mReceiverThread.start();
下面，我们来看看这个两个线程都做了哪些事情。对于mReceiverThread线程，如下:
s = new LocalSocket();
l = newLocalSocketAddress(rilSocket,
LocalSocketAddress.Namespace.RESERVED);
s.connect(l);
for (;;) {
…….
length= readRilMessage(is, buffer);
…….
}
从上面的代码可以看出，mReceiverThread线程其实就是创建了一个Socket,并和服务端进行连接，然后不断循环读取Socket套接字里面的消息。
对于mSenderThread：
handleMessage(Messagemsg){
……
dataLength[0] =dataLength[1] = 0;
dataLength[2] = (byte)((data.length >> 8) &0xff);
dataLength[3] = (byte)((data.length) & 0xff);
s.getOutputStream().write(dataLength);
s.getOutputStream().write(data);
……}
从上面的代码可以看出， mSenderThread 有一个监听消息的handler处理函数，当有别的地方发送消息过来时，该线程就会把数据经过处理后发送给Socket套接字。
现在关于RIL，我们已经知道客户端是如何创建并操作套接字的，但是我们还不知道服务端是在哪里创建的。继续往下看。
service ril-daemon /system/bin/rild
class main
socket rild stream 660 rootradio
socket rild-debug stream 660radio system
user root
group radio cache inet misc audio log qcom_diag
上面的一段代码摘自init.rc,定义了一个服务ril-daemon,对应的可执行文件为/system/bin/rild，该服务是由Init进程启动的。而可执行文件rild又是由/hardware/ril/rild目录里面的代码编译生成。
Rild服务，进入main主函数后，执行以下流程:
上面是main函数的几个主要调用过程。
进入RIL_startEventLoop：
int result =pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL);
创建一个eventLoop的线程。
进入eventLoop:
ret = pipe(filedes);
s_fdWakeupRead =filedes[0];
上面是main函数的几个主要调用过程。
进入RIL_startEventLoop：
int result =pthread_create(&s_tid_dispatch, &attr, eventLoop, NULL);
创建一个eventLoop的线程。
进入eventLoop:
ret = pipe(filedes);
s_fdWakeupRead =filedes[0];
n = select(nfds, &rfds, NULL, NULL, ptv);
firePending();}
从代码分析知道，RIL_startEventLoop函数，其实就是创建消息队列机制，当有进程往无名管道的读节点s_fdWakeupWrite里面写数据时，将会触发select函数，而后调用firePending函数进行处理。在firePending函数中继而调用ev->func(ev->fd, 0, ev->param);函数进行具体的处理。
对于这种消息机制使用方法，做一个总结:
*staticstructril_events_wakeupfd_event;
*ril_event_set(&s_wakeupfd_event,s_fdWakeupRead, true,processWakeupCallback, NULL);
*rilEventAddWakeup (&s_wakeupfd_event);
接下来看看rilInit函数，在这里我只介绍几个关键的函数调用:
qcril_response_api[QCRIL_DEFAULT_INSTANCE_ID ]= (struct RIL_Env *) env;
qcril_event_init();
qcril_init();
进入qcril_event_init:
ret = utf_pthread_create_handler(&qcril_event.tid,&attr,qcril_event_main, NULL);
同样，一开始创建了一个qcril_event_main线程，
在qcril_event_main线程中：
ret = pipe(filedes);
qcril_event.fdWakeupRead =filedes[0];
qcril_event.fdWakeupWrite =filedes[1];
FD_SET(qcril_event.fdWakeupRead,&qcril_event.readFds);
memcpy(&rfds, &qcril_event.readFds,sizeof(fd_set));
for (;;){
n = select(qcril_event.fdWakeupRead + 1, &rfds, NULL, NULL, NULL);
……
ret = read(qcril_event.fdWakeupRead, &buff,sizeof(buff));
err_no = qcril_process_event(ev->instance_id,ev->modem_id,ev->event_id,ev->data, ev->datalen,ev->t );
}
从上面代码分析看出， qcril_event_main线程和RIL_startEventLoop函数一样，也是创建了一个事件监听机制，首先创建一个无名管道，获取该无名管道的读写端分别赋值给qcril_event.fdWakeupRead和qcril_event.fdWakeupWrite，然后将qcril_event.fdWakeupRead 加入到监听文件组，一旦有进程往qcril_event.fdWakeupWrite写数据，将会触发select函数，然后读取管道里面的数据，再调用qcril_process_event函数进行处理。
当Modem有消息要主动上报给上层时，都会往qcril_event.fdWakeupWrite里面写数据，从而触发qcril_process_event函数处理数据，这个待会再讲。
进入qcril_init:
里面有一个重要的函数， qcril_init_hash_table：
uint32 reg_index, hash_index;
qcril_dispatch_table_entry_type *temp_entry_ptr;
for (reg_index = 0; reg_index < QCRIL_ARR_SIZE( qcril_event_table ); reg_index++)
{
{
hash_index = qcril_hash( qcril_event_table[reg_index].event_id,QCRIL_HT_ENTRIES_MAX, 0 );
if(hash_index <QCRIL_HT_ENTRIES_MAX)
{
if (qcril_hash_table[hash_index] == NULL)
{
qcril_hash_table[hash_index]= &qcril_event_table[reg_index];
else
{
/* Link the entry at the end of the collision list */
temp_entry_ptr = qcril_hash_table[hash_index];
while (temp_entry_ptr->next_ptr != NULL)
{
temp_entry_ptr = temp_entry_ptr->next_ptr;
}
temp_entry_ptr->next_ptr =&qcril_event_table[reg_index];
}
}
}
}
上面的代码就是将 qcril_event_table 各个元素用一个hash表进行连接，方便后续查找。
{ QCRIL_REG_ALL_ACTIVE_STATES( RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS, qcril_uim_request_get_sim_status ) },
{ QCRIL_REG_ALL_ACTIVE_STATES( RIL_REQUEST_ENTER_SIM_PIN, qcril_uim_request_enter_pin ) },
当上层代码下发命令或者Modem有数据上报的时候，系统会根据传递的ID号，通过这个hash列表找到相应的操作函数，而后做相应的处理。RIL_Init函数最终把qcril_request_api这个回调函数返回给rild，并将其拷贝给 s_callbacks变量。
再来看看RIL_register：
该函数其实最主要的事情就是创建了一个Socket，监听系统应用发起的Socket连接请求，而后做相应的处理:
fdListen = android_get_control_socket(socket_name);
ret = listen(fdListen, 4);
ril_event_set (socket_listen_p->listen_event, fdListen, false, listenCallback, socket_listen_p);
自此，rild这个可执行文件进入main函数后所做的事情已经基本了解，总结如下:
1、通过函数RIL_startEventLoop 在/hardware层创建了一个线程，监听事情的触发并响应。而后通过函数RIL_register创建Socket服务端，监听上层客户端发起的连接请求，这种Socket的监听就是在RIL_startEventLoop 创建的线程里面做的。
2、通过函数rilInit初始化高通平台的 ril接口，创建了以函数qcril_event_main为入口的线程，监听hardware层发送下来的命令同时上报Modem响应的数据。
Modem向上层发送数据分两种情况，一种是主动发事件，另一种是发送上层请求的事件，下面以一个例子
来看看事件发送流程。
发送数据前，会先发起Socket连接请求，触发listenCallback函数，在该函数里面通过fdCommand = accept(fd, (sockaddr *) &peeraddr, &socklen)语句获取Socket的操作节点，而后将该节点加入监听队列，一旦监听到上层有命令发送，会触发processCommandsCallback函数。例如当我们发送命令RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS获取sim卡状态时，其调用流程如下:
我们现在来对这些东西做个总结：
RIL架构中，维护三个数组，分别为 s_commands， s_unsolResponses 和 qcril_event_table。
其中s_commands部分成员如下:
s_commands[] = {
……
{RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS, dispatchVoid, responseSimStatus},
{RIL_REQUEST_DIAL, dispatchDial,responseVoid},
{RIL_REQUEST_SHUTDOWN, dispatchVoid, responseVoid},
……
}
s_commands数组里面定义的函数是处理上层的主动请求的方法，
其中红色的函数是发送命令时的响应函数，通过该函数发送命令给modem, 紫色部分的函数是处理Modem反馈信息的函数，通过该函数将Modem返还的数据简单处理后再发送给上层。
s_unsolResponses 是处理Modem主动上报信息的函数数组，比如信号强度，STK信息等，其部分成员如下:
s_unsolResponses[] = {
……
{RIL_UNSOL_SIGNAL_STRENGTH, responseRilSignalStrength, DONT_WAKE},
{RIL_UNSOL_STK_PROACTIVE_COMMAND, responseString, WAKE_PARTIAL},
……
}
其中红色部分是处理Modem主动上报的信息的函数。
qcril_event_table[] =
{
……
{ QCRIL_REG_ALL_ACTIVE_STATES(RIL_REQUEST_GET_SIM_STATUS, qcril_uim_request_get_sim_status ) },
……
}
该函数是直接接受上层的命令和Modem进行交互的函数。
发送命令和接受Modem主动上报的信息时，数据流程图如下:
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