前言
市面上关于终端(手机)操作系统在3GPP协议开发的内容太少了，即使Android相关的资料都很少，Android协议开发书籍我是没有见过的。可能是市场需求的缘故吧，现在市场上还是前后端软件开发从业人员最多，包括我自己。基于我曾经也在某手机协议开发团队干过一段时间，协议的AP侧和CP侧开发都整过，于是想尝试下基于OpenHarmony源码写点内容，帮助大家了解下协议开发领域，尽可能的将3gpp协议内容与OpenHarmony电话子系统模块进行结合讲解。据我所知，现在终端协议开发非常缺人哦。首先声明我不是协议专家，我也离开该领域有五六年了。
等我觉得自己整明白了，就会考虑出本《OpenHarmony 3GPP协议开发深度剖析》书籍。
提到终端协议开发，我首先想到的就是RIL了。
专有名词
CP： Communication Processor(通信处理器)，我一般就简单理解为modem侧，也可以理解为底层协议，这部分由各个modem芯片厂商完成(比如海思、高通)。
AP: Application Processor(应用处理器)，通常就是指的手机终端，我一般就简单理解为上层协议，主要由操作系统Telephony服务来进行处理。
RIL： Radio Interface Layer(无线电接口层)，我一般就简单理解为硬件抽象层，即AP侧将通信请求传给CP侧的中间层。
AT指令： AT指令是应用于终端设备与PC应用之间的连接与通信的指令。
设计思想
常规的Modem开发与调试可以使用AT指令来进行操作，而各家的Modem芯片的AT指令都会有各自的差异。因此手机终端厂商为了能在各种不同型号的产品中集成不同modem芯片，需要进行解耦设计来屏蔽各家AT指令的差异。于是OpenHarmony采用RIL对Modem进行HAL(硬件抽象)，作为系统与Modem之间的通信桥梁，为AP侧提供控制Modem的接口，各Modem厂商则负责提供对应于AT命令的Vender RIL(这些一般为封装好的so库)，从而实现操作系统与Modem间的解耦。
OpenHarmony RIL架构
框架层： Telephony Service，电话子系统核心服务模块，主要功能是初始化RIL管理、SIM卡和搜网模块。对应OpenHarmony的源码仓库OpenHarmony / telephony_core_service。这个模块也是非常重要的一个模块，后期单独再做详细解读。
硬件抽象层： 即我们要讲的RIL，对应OpenHarmony的源码仓库OpenHarmony / telephony_ril_adapter。RIL Adapter模块主要包括厂商库加载，业务接口实现以及事件调度管理。主要用于屏蔽不同modem厂商硬件差异，为上层提供统一的接口，通过注册HDF服务与上层接口通讯。
芯片层： Modem芯片相关代码，即CP侧，这些代码各个Modem厂商是不开放的，不出现在OpenHarmony中。
硬件抽象层
硬件抽象层又被划分为了hril_hdf层、hril层和venderlib层。
hril_hdf层： HDF服务，基于OpenHarmony HDF框架，提供hril层与Telephony Service层进行通讯。
hril 层： hril层的各个业务模块接口实现，比如通话、短彩信、数据业务等。
vendorlib层： 各Modem厂商提供的对应于AT命令库，各个厂商可以出于代码闭源政策，在这里以so库形式提供。目前源码仓中已经提供了一套提供代码的AT命令操作，至于这个是针对哪个型号modem芯片的，我后续了解清楚再补充。
下面是ril_adapter仓的源码结构:
base/telephony/ril_adapter
├── figures # readme资源文件
├── frameworks
│ ├── BUILD.gn
│ └── src # 序列化文件
├── interfaces # 对应提供上层各业务内部接口
│ └── innerkits
├── services # 服务
│ ├── hril # hril层的各个业务模块接口实现
│ ├── hril_hdf # HDF服务
│ └── vendor # 厂商库文件
└── test # 测试代码
├── BUILD.gn
├── mock
└── unittest # 单元测试代码
核心业务逻辑梳理
此处我只解读ril层很小一部分代码，ril是如何通过HDF与Telephony连接上的，以后更加完整的逻辑梳理会配上时序图讲解，会更加清晰。首先我们要对OpenHarmony 的HDF(Hardware Driver Foundation)驱动框架做一定了解，最好是动手写一个demo案例，具体的可以单独去官网查阅HDF资料。
首先，找到hril_hdf.c文件的代码，它承担的是驱动业务部分，源码中是不带中文注释的，为了梳理清楚流程，我给源码关键部分加上了中文注释。
/*
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* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
*/
#include "hril_hdf.h"
#include <stdlib.h>
#include <libudev.h>
#include <pthread.h>
#include "dfx_signal_handler.h"
#include "parameter.h"
#include "modem_adapter.h"
#include "telephony_log_c.h"
#define RIL_VENDOR_LIB_PATH "persist.sys.radio.vendorlib.path"
#define BASE_HEX 16
static struct HRilReport g_reportOps = {
OnCallReport,
OnDataReport,
OnModemReport,
OnNetworkReport,
OnSimReport,
OnSmsReport,
OnTimerCallback
};
static int32_t GetVendorLibPath(char *path)
{
int32_t code = GetParameter(RIL_VENDOR_LIB_PATH, "", path, PARAMETER_SIZE);
if (code <= 0) {
TELEPHONY_LOGE("Failed to get vendor library path through system properties. err:%{public}d", code);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
static UsbDeviceInfo *GetPresetInformation(const char *vId, const char *pId)
{
char *out = NULL;
UsbDeviceInfo *uDevInfo = NULL;
int32_t idVendor = (int32_t)strtol(vId, &out, BASE_HEX);
int32_t idProduct = (int32_t)strtol(pId, &out, BASE_HEX);
for (uint32_t i = 0; i < sizeof(g_usbModemVendorInfo) / sizeof(UsbDeviceInfo); i++) {
if (g_usbModemVendorInfo[i].idVendor == idVendor && g_usbModemVendorInfo[i].idProduct == idProduct) {
TELEPHONY_LOGI("list index:%{public}d", i);
uDevInfo = &g_usbModemVendorInfo[i];
break;
}
}
return uDevInfo;
}
static UsbDeviceInfo *GetUsbDeviceInfo(void)
{
struct udev *udev;
struct udev_enumerate *enumerate;
struct udev_list_entry *devices, *dev_list_entry;
struct udev_device *dev;
UsbDeviceInfo *uDevInfo = NULL;
udev = udev_new();
if (udev == NULL) {
TELEPHONY_LOGE("Can't create udev");
return uDevInfo;
}
enumerate = udev_enumerate_new(udev);
if (enumerate == NULL) {
TELEPHONY_LOGE("Can't create enumerate");
return uDevInfo;
}
udev_enumerate_add_match_subsystem(enumerate, "tty");
udev_enumerate_scan_devices(enumerate);
devices = udev_enumerate_get_list_entry(enumerate);
udev_list_entry_foreach(dev_list_entry, devices) {
const char *path = udev_list_entry_get_name(dev_list_entry);
if (path == NULL) {
continue;
}
dev = udev_device_new_from_syspath(udev, path);
if (dev == NULL) {
continue;
}
dev = udev_device_get_parent_with_subsystem_devtype(dev, "usb", "usb_device");
if (!dev) {
TELEPHONY_LOGE("Unable to find parent usb device.");
return uDevInfo;
}
const char *cIdVendor = udev_device_get_sysattr_value(dev, "idVendor");
const char *cIdProduct = udev_device_get_sysattr_value(dev, "idProduct");
uDevInfo = GetPresetInformation(cIdVendor, cIdProduct);
udev_device_unref(dev);
if (uDevInfo != NULL) {
break;
}
}
udev_enumerate_unref(enumerate);
udev_unref(udev);
return uDevInfo;
}
static void LoadVendor(void)
{
const char *rilLibPath = NULL;
char vendorLibPath[PARAMETER_SIZE] = {0};
// Pointer to ril init function in vendor ril
const HRilOps *(*rilInitOps)(const struct HRilReport *) = NULL;
// functions returned by ril init function in vendor ril
const HRilOps *ops = NULL;
UsbDeviceInfo *uDevInfo = GetUsbDeviceInfo();
if (GetVendorLibPath(vendorLibPath) == HDF_SUCCESS) {
rilLibPath = vendorLibPath;
} else if (uDevInfo != NULL) {
rilLibPath = uDevInfo->libPath;
} else {
TELEPHONY_LOGI("use default vendor lib.");
rilLibPath = g_usbModemVendorInfo[DEFAULT_MODE_INDEX].libPath;
}
if (rilLibPath == NULL) {
TELEPHONY_LOGE("dynamic library path is empty");
return;
}
TELEPHONY_LOGI("RilInit LoadVendor start with rilLibPath:%{public}s", rilLibPath);
g_dlHandle = dlopen(rilLibPath, RTLD_NOW);
if (g_dlHandle == NULL) {
TELEPHONY_LOGE("dlopen %{public}s is fail. %{public}s", rilLibPath, dlerror());
return;
}
rilInitOps = (const HRilOps *(*)(const struct HRilReport *))dlsym(g_dlHandle, "RilInitOps");
if (rilInitOps == NULL) {
dlclose(g_dlHandle);
TELEPHONY_LOGE("RilInit not defined or exported");
return;
}
ops = rilInitOps(&g_reportOps);
HRilRegOps(ops);
TELEPHONY_LOGI("HRilRegOps completed");
}
// 用来处理用户态发下来的消息
static int32_t RilAdapterDispatch(
struct HdfDeviceIoClient *client, int32_t cmd, struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
{
int32_t ret;
static pthread_mutex_t dispatchMutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
pthread_mutex_lock(&dispatchMutex);
TELEPHONY_LOGI("RilAdapterDispatch cmd:%{public}d", cmd);
ret = DispatchRequest(cmd, data);
pthread_mutex_unlock(&dispatchMutex);
return ret;
}
static struct IDeviceIoService g_rilAdapterService = {
.Dispatch = RilAdapterDispatch,
.Open = NULL,
.Release = NULL,
};
//驱动对外提供的服务能力，将相关的服务接口绑定到HDF框架
static int32_t RilAdapterBind(struct HdfDeviceObject *device)
{
if (device == NULL) {
return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
}
device->service = &g_rilAdapterService;
return HDF_SUCCESS;
}
// 驱动自身业务初始的接口
static int32_t RilAdapterInit(struct HdfDeviceObject *device)
{
if (device == NULL) {
return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
}
DFX_InstallSignalHandler();
struct HdfSBuf *sbuf = HdfSbufTypedObtain(SBUF_IPC);
if (sbuf == NULL) {
TELEPHONY_LOGE("HdfSampleDriverBind, failed to obtain ipc sbuf");
return HDF_ERR_INVALID_OBJECT;
}
if (!HdfSbufWriteString(sbuf, "string")) {
TELEPHONY_LOGE("HdfSampleDriverBind, failed to write string to ipc sbuf");
HdfSbufRecycle(sbuf);
return HDF_FAILURE;
}
if (sbuf != NULL) {
HdfSbufRecycle(sbuf);
}
TELEPHONY_LOGI("sbuf IPC obtain success!");
LoadVendor();
return HDF_SUCCESS;
}
// 驱动资源释放的接口
static void RilAdapterRelease(struct HdfDeviceObject *device)
{
if (device == NULL) {
return;
}
dlclose(g_dlHandle);
}
//驱动入口注册到HDF框架,这里配置的moduleName是找到Telephony模块与RIL进行通信的一个关键配置
struct HdfDriverEntry g_rilAdapterDevEntry = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "hril_hdf",
.Bind = RilAdapterBind,
.Init = RilAdapterInit,
.Release = RilAdapterRelease,
};
// 调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中，在加载驱动时HDF框架会先调用Bind函数,再调用Init函数加载该驱动，当Init调用异常时，HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。
HDF_INIT(g_rilAdapterDevEntry);
上述代码中配置了对应该驱动的moduleName为"hril_hdf"，因此我们需要去找到对应驱动的配置文件，以Hi3516DV300 开发板为例，它的驱动配置在 vendor_hisilicon/ Hi3516DV300 / hdf_config / uhdf / device_info.hcs 代码中可以找到，如下
riladapter :: host {
hostName = "riladapter_host";
priority = 50;
riladapter_device :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 2;
priority = 100;
moduleName = "libhril_hdf.z.so";
serviceName = "cellular_radio1";
}
}
}
这里可以发现该驱动对应的服务名称为cellular_radio1，那么telephony_core_service通过HDF与ril进行通信肯定会调用到该服务名称，因此无查找telephony_core_service的相关代码，可以很快定位到
telephony_core_service/ services / tel_ril / src / tel_ril_manager.cpp该代码，改代码中有一个关键类TelRilManager，它用来负责管理tel_ril。
看 tel_ril_manager.cpp中的一个关键函数ConnectRilAdapterService，它就是用来通过HDF框架获取RIL_ADAPTER的服务的，之前定义过RIL_ADAPTER_SERVICE_NAME常量为"cellular_radio1"，它就是在 vendor_hisilicon/ XXXX / hdf_config / uhdf / device_info.hcs中配置的hril_hdf驱动对应的服务名称 。
bool TelRilManager::ConnectRilAdapterService()
{
std::lock_guard<std::mutex> lock_l(mutex_);
rilAdapterRemoteObj_ = nullptr;
auto servMgr_ = OHOS::HDI::ServiceManager::V1_0::IServiceManager::Get();
if (servMgr_ == nullptr) {
TELEPHONY_LOGI("Get service manager error!");
return false;
}
//通过HDF框架获取RIL_ADAPTER的服务，之前定义过RIL_ADAPTER_SERVICE_NAME常量为"cellular_radio1"，它就是在 vendor_hisilicon/ XXXX / hdf_config / uhdf / device_info.hcs中配置的hril_hdf驱动对应的服务名称
rilAdapterRemoteObj_ = servMgr_->GetService(RIL_ADAPTER_SERVICE_NAME.c_str());
if (rilAdapterRemoteObj_ == nullptr) {
TELEPHONY_LOGE("bind hdf error!");
return false;
}
if (death_ == nullptr) {
TELEPHONY_LOGE("create HdfDeathRecipient object failed!");
rilAdapterRemoteObj_ = nullptr;
return false;
}
if (!rilAdapterRemoteObj_->AddDeathRecipient(death_)) {
TELEPHONY_LOGE("AddDeathRecipient hdf failed!");
rilAdapterRemoteObj_ = nullptr;
return false;
}
int32_t ret = SetCellularRadioIndication();
if (ret != CORE_SERVICE_SUCCESS) {
TELEPHONY_LOGE("SetCellularRadioIndication error, ret:%{public}d", ret);
return false;
}
ret = SetCellularRadioResponse();
if (ret != CORE_SERVICE_SUCCESS) {
TELEPHONY_LOGE("SetCellularRadioResponse error, ret:%{public}d", ret);
return false;
}
return true;
}
暂时先开个篇，光一个RIL的完整代码篇幅都很大，一篇博文篇幅显然不够。
