Bluedroid：蓝⽛协议栈源码剖析
⼀、基础知识介绍
1.缩略语
BTIF: Bluetooth Interface
BTU : Bluetooth Upper Layer
BTM: Bluetooth Manager
BTE: Bluetooth embedded system
BTA :Blueetooth application layer
CO: call out\CI: call in
HF : Handsfree Profile
HH: HID Host Profile
HL: Health Device Profile
合金性质V:audio\vidio
ag: audio gateway
r: audio/video registration
gattc: GATT client
BLE: Bluetooth Low Energy
2.蓝⽛协议栈框架图：
1.基带层（BB）提供了两种不同的物理链路（同步⾯向连接链路SCO Synchronous Connection Oriented和异步⽆连接链路ACL Asynchronous Connection Less），负责跳频和蓝⽛数据及信息帧的传输，且对所有类型的数据包提供了不同层次的前向纠错码（FEC Frequency Error Correction）或循环沉余度差错校验（CTC Cyclic Redundancy Check）；
2.LMP层负责两个或多个设备链路的建⽴和拆除及链路的安全和控制，如鉴权和加密、控制和协商基带包的⼤⼩等，它为上层软件模块提供了不同的访问⼊⼝；
3.蓝⽛主机控制器接⼝HCI （Host Controller Interface）由基带控制器、连接管理器、控制和事件寄存器等组成。它是蓝⽛协议中软硬件之间的接⼝，它提供了⼀个调⽤下层BB、LM、状态和控制寄存器等硬件的统⼀命令，上、下两个模块接⼝之间的消息和数据的传递必须通过HCI的解释才能进⾏。HCI层以上的协议软件实体运⾏在主机上，⽽HCI以下的功能由蓝⽛设备⽾完成，⼆者之间通过传输层进⾏交互。
4.中间协议层由逻辑链路控制与适配协议L2CAP （Logical Link Control and Adaptation Protocol）、服务发现协议 SDP （Service Discovery Protocol）、串⼝仿真协议或称线缆替换协议 RFCOM 和⼆进制电话控制协议 TCS （Telephony Control protocol Spectocol）组成。
L2CAP 是蓝⽛协议栈的核⼼组成部分，也是其它协议实现的基础。它位于基带之上，向上层提供⾯向连接的和⽆连接的数据服务。它主要完成数据的拆装、服务质量控制，协议的复⽤、分组的分割和重组（Segmentation And Reassembly）及组提取等功能。L2CAP允许⾼达64KB的数据分组。
5.SDP是⼀个基于客户/服务器结构的协议。它⼯作在 L2CAP层之上，为上层应⽤程序提供⼀种机制来发现可⽤的服务及其属性,⽽服务的属性包括服务的类型及该服务所需的机制或协议信息。
6.RFCOMM 是⼀个仿真有线链路的⽆线数据仿真协议，符合ETSI 标准的 TS 0
7.10串⼝仿真协议。它在蓝⽛基带上仿真RS-232的控制和数据信号，为原先使⽤串⾏连接的上层业务提供传送能⼒。
7.TCS是⼀个基于 ITU-T Q.931 建议的采⽤⾯向⽐特的协议，它定义了⽤于蓝⽛设备之间建⽴语⾳和数据呼叫的控制信令（Call Control Signalling），并负责处理蓝⽛设备组的移动管理过程。
整个bluedroid可以分为两⼤模块：BTIF，BTE
BTIF：提供bluedroid对外的接⼝
BTE：bluedroid的内部处理，⼜细分为BTA，BTU，BTM和HCI BTA：bluedroid中各profile的逻辑实现和处理
BTU：承接BTA与HCI
BTM：蓝⽛配对与链路管理
HCI：读取或写⼊数据到蓝⽛hw
⼆、代码分析(写hidraw节点数据流程)：
1.初始化：
external\bluetooth\bluedroid\btif\src\bluetooth.c
static const bt_interface_t bluetoothInterface = {
sizeof(bluetoothInterface),
init,
enable,
disable,
cleanup,
get_adapter_properties,
get_adapter_property,
set_adapter_property,
电脑为什么自动重启get_remote_device_properties,
get_remote_device_property,
set_remote_device_property,
get_remote_service_record,
get_remote_services,
start_discovery,
cancel_discovery,
create_bond,
remove_bond,
cancel_bond,
get_connection_state,
pin_reply,
ssp_reply,
get_profile_interface, //根据profile获得对应的接⼝
dut_mode_configure,
dut_mode_send,
#if BLE_INCLUDED == TRUE
le_test_mode,
#else
NULL,
#endif
config_hci_snoop_log,
set_os_callouts,
read_energy_info,
};
......
if (is_profile(profile_id, BT_PROFILE_HIDHOST_ID))
return btif_hh_get_interface(); //获得HID Host Profile external\bluetooth\bluedroid\btif\src\btif_hh.c
static const bthh_interface_t bthhInterface = {
sizeof(bthhInterface),
init,
connect,
disconnect,
virtual_unplug,
set_info,
get_protocol,
set_protocol,
// get_idle_time,
// set_idle_time,
get_report,
set_report,
send_data,
cleanup,
};
init函数⾥注册传⼊的回调函数：
/*******************************************************************************
**
** Function btif_hh_init
**
** Description initializes the hh interface
**
** Returns bt_status_t
**
*******************************************************************************/
static bt_status_t init( bthh_callbacks_t* callbacks )
{
UINT32 i;
BTIF_TRACE_EVENT("%s", __FUNCTION__);
bt_hh_callbacks = callbacks;
memset(&btif_hh_cb, 0, sizeof(btif_hh_cb));
for (i = 0; i < BTIF_HH_MAX_HID; i++){
btif_hh_cb.devices[i].dev_status = BTHH_CONN_STATE_UNKNOWN;
}
/* Invoke the enable service API to the core to set the appropriate service_id */ btif_enable_service(BTA_HID_SERVICE_ID);
return BT_STATUS_SUCCESS;
external\bluetooth\bluedroid\btif\src\btif_core.c
/*******************************************************************************
**
** Function btif_enable_service
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** Description Enables the service 'service_ID' to the service_mask.
** Upon BT enable, BTIF core shall invoke the BTA APIs to
** enable the profiles
**
** Returns bt_status_t
**
*******************************************************************************/
bt_status_t btif_enable_service(tBTA_SERVICE_ID service_id)
{
tBTA_SERVICE_ID *p_id = &service_id;
/* If BT is enabled, we need to switch to BTIF context and trigger the
* enable for that profile
*
* Otherwise, we just set the flag. On BT_Enable, the DM will trigger
* enable for the profiles that have been enabled */
btif_enabled_services |= (1 << service_id);
BTIF_TRACE_DEBUG("%s: current services:0x%x", __FUNCTION__, btif_enabled_services); if (btif_is_enabled())
{ //注册回调，发送消息
btif_transfer_context(btif_dm_execute_service_request,
BTIF_DM_ENABLE_SERVICE,
(char*)p_id, sizeof(tBTA_SERVICE_ID), NULL);
}
return BT_STATUS_SUCCESS;
}
2.创建线程和准备启动调度:
/*******************************************************************************
**
** Function btif_init_bluetooth
**
** Description Creates BTIF task and prepares BT scheduler for startup
**
** Returns bt_status_t
**
*******************************************************************************/
bt_status_t btif_init_bluetooth()
{
UINT8 status;
btif_config_init();
bte_main_boot_entry();
/* As part of the init, fetch the local BD ADDR */
memset(&btif_local_bd_addr, 0, sizeof(bt_bdaddr_t));
btif_fetch_local_bdaddr(&btif_local_bd_addr);
/* start btif task */
status = GKI_create_task(btif_task, BTIF_TASK, BTIF_TASK_STR,
(UINT16 *) ((UINT8 *)btif_task_stack + BTIF_TASK_STACK_SIZE),
sizeof(btif_task_stack));
if (status != GKI_SUCCESS)
return BT_STATUS_FAIL;
return BT_STATUS_SUCCESS;
}
处理线程函数：
/
*******************************************************************************
**
** Function btif_task
**
** Description BTIF task handler managing all messages being passed
** Bluetooth HAL and BTA.
**
** Returns void
**
*******************************************************************************/
static void btif_task(UINT32 params)
{
UINT16 event;
BT_HDR *p_msg;
UNUSED(params);
BTIF_TRACE_DEBUG("btif task starting");
btif_associate_evt();
for(;;)
{
/* wait for specified events */
event = GKI_wait(0xFFFF, 0);
/*
* Wait for the trigger to init chip and stack. This trigger will
* be received by btu_task once the UART is opened and ready
*/
if (event == BT_EVT_TRIGGER_STACK_INIT)
BTIF_TRACE_DEBUG("btif_task: received trigger stack init event");
#if (BLE_INCLUDED == TRUE)
btif_dm_load_ble_local_keys();
#endif
BTA_EnableBluetooth(bte_dm_evt);
}
/*
* Failed to initialize controller hardware, reset state and bring
* down all threads
*/
if (event == BT_EVT_HARDWARE_INIT_FAIL)
{
BTIF_TRACE_DEBUG("btif_task: hardware init failed");
bte_main_disable();
btif_queue_release();
GKI_task_self_cleanup(BTIF_TASK);
bte_main_shutdown();
btif_dut_mode = 0;
btif_core_state = BTIF_CORE_STATE_DISABLED;
HAL_CBACK(bt_hal_cbacks,adapter_state_changed_cb,BT_STATE_OFF);
break;
}
if (event & EVENT_MASK(GKI_SHUTDOWN_EVT))
break;
if(event & TASK_MBOX_1_EVT_MASK)
{
while((p_msg = GKI_read_mbox(BTU_BTIF_MBOX)) != NULL) //读取消息
{
BTIF_TRACE_VERBOSE("btif task fetched event %x", p_msg->event);
switch (p_msg->event)
{
case BT_EVT_CONTEXT_SWITCH_EVT:
btif_context_switched(p_msg); //传递消息给注册的回调函数
break;
油烟机安装default:
BTIF_TRACE_ERROR("unhandled btif event (%d)", p_msg->event & BT_EVT_MASK);
break;
}
GKI_freebuf(p_msg);
}
}
}
btif_disassociate_evt();
BTIF_TRACE_DEBUG("btif task exiting");
}
之前先开启了蓝⽛服务：
/*******************************************************************************
**
** Function BTA_EnableBluetooth
**
** Description Enables bluetooth service. This function must be
** called before any other functions in the BTA API are called.
**
**
** Returns tBTA_STATUS
**
*******************************************************************************/
tBTA_STATUS BTA_EnableBluetooth(tBTA_DM_SEC_CBACK *p_cback)
{
tBTA_DM_API_ENABLE *p_msg;
/* Bluetooth disabling is in progress */
if (bta_dm_cb.disabling)
return BTA_FAILURE;
memset(&bta_dm_cb, 0, sizeof(bta_dm_cb));
bta_sys_register (BTA_ID_DM, &bta_dm_reg );
bta_sys_register (BTA_ID_DM_SEARCH, &bta_dm_search_reg );
/* if UUID list is not provided as static data */
bta_sys_eir_register(bta_dm_eir_update_uuid);
if ((p_msg = (tBTA_DM_API_ENABLE *) GKI_getbuf(sizeof(tBTA_DM_API_ENABLE))) != NULL)
{
p_msg->hdr.event = BTA_DM_API_ENABLE_EVT;
p_msg->p_sec_cback = p_cback;
广州国旅bta_sys_sendmsg(p_msg);
return BTA_SUCCESS;
}
return BTA_FAILURE;
aux接口}
external\bluetooth\bluedroid\btif\src\btif_dm.c
根据消息请求对应服务：
void btif_dm_execute_service_request(UINT16 event, char *p_param)
{
BOOLEAN b_enable = FALSE;
bt_status_t status;
if (event == BTIF_DM_ENABLE_SERVICE)
{
b_enable = TRUE;
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