1.課題研究的背景和意義

1.1 Android RIL簡介

Android RIL（Radio Interface Layer）提供了無線基帶Modem與電話應用之間的抽象層.在Android RIL層中，完善的考慮了電話應用的各種情況，如：雙SIM卡；電話，短信，彩信，PS DATA業務，PIN/PUK碼等各種3G網絡業務.

RIL層在Android系統中，處于硬件抽象層，運行在一個獨立的守護進程中，主要為框架層和基帶接口提供適配，具有良好的獨立性.其中的通信機制，與框架層接口主要使用Socket通信，內部線程主要使用管道，與基帶接口默認使用AT命令.且其代碼均由C和C++來完成，依賴第三方庫較少，所以，Android RIL層具有良好的移植性.

1.2 移植Android RIL的意義

目前很多基于L I N U X平臺的系統，如：

PC（LINUX操作系統），QT,路由器平臺（如O p e n W r t系統）等等，都對連接3 G網絡有需求，但在這些平臺原生的功能中，沒有獨立的RIL接口層，所以開發一套基于LINUX的獨立應用，用來支持與基帶發起各種3G網絡相關業務是很有意義的.Android RIL具有良好的穩定性，獨立性，以及對3G網絡業務的完整性，所以將其移植成一個獨立的，供LINUX通用平臺使用的RIL層，可方便所有的基于LINUX的平臺完成各種電話應用的開發.

2.Android系統中RIL層分析

2.1 RIL層在Android系統中的位置

RIL在Android系統中，處于硬件抽象層位置.主要通過SOCKET通信連接框架層，將框架層下發的消息解析后，向基帶下發相應的AT指令，并將從基帶返回的AT指令的響應，封裝成消息，返回給框架層.位置如圖1所示.

2.2 Android RIL工作原理

2.2.1 Android RIL代碼說明

RIL主要由RILD（radio interface layerdaemon）守護進程和兩個動態庫：librefrence_ril.so和libril.so組成.Android工程源代碼目錄中，RIL代碼包含于hardware/ril目錄中，主要文件說明如表1所示.

2.2.2 Android RIL工作原理

rild以一個main函數作為整個RIL層的入口點，負責完成初始化.libril.so庫包含了主要的消息循環流程，主要負責與框架層進行交互，在接收框架層命令后，調用相應函數處理，然后將命令響應結果傳回客戶進程.

librefrence_ril.so主要提供各個具體業務的AT指令的封裝和解析接口，供libril調用，向下通過AT_COM和基帶進行交互.具體工作線程如圖2所示.

3.移植Android RIL層功能

通過對Android RIL層代碼分析， 在RIL層主要使用了基于linux的POSIX Thread（pthread）多線程編程和socket IPC通信，這些在移植過程中是無須考慮的.需要移植的是RIL層依賴于Android系統的功能.

3.1 移植Android系統屬性

系統屬性系統的一個重要特性.屬性數據由init進程維護，用于管理系統全局配置和狀態，每個屬性對應一對鍵值.

在RIL層中對系統屬性的依賴比較小，所以不需要將Android系統屬性機制全部移植.RIL層主要在RILD初始化過程中需要從系統屬性讀取reference-ril.so路徑.AT設備路徑，網卡設備等信息，以及運行過程中將從網絡中動態獲取的IP和DNS等信息寫入對應系統屬性中.

可根據所處的具體系統，將需要的信息寫入系統保存全局共享參數的機制，并根據所處系統的配置方法去獲取需要的參數.由于RIL層需要獲得的參數非常有限，所以同樣可以配置RIL層獨有的配置文件，通過配置和解析RIL層的配置文件來達到替換Android系統屬性機制.甚至可直接在rild啟動的時候，作為應用參數直接傳入.

3.2 移植Android.mk編譯文件

Android. m k機制是Android平臺利用makefile封裝成一種特有的編譯機制，在通用linux平臺上，通常每個模塊都有自己的Makefile文件.所以我們需要根據。/libril../reference-ril和。/rild文件夾中的Android.

mk內容寫出對應的Makefile文件.從本質上來講，Android.mk就是對Makefile的的一部分，所以移植編譯文件是很簡單的.

. / l i b RIL和。 / reference – RIL中的Android.mk描述了libril.so和libreferenceril.

so兩個動態庫的生成和安裝路徑../rild中的Android.mk描述了rild守護進程的生成和安裝路徑和鏈接libril.so庫.

3.3 移植Parcel消息

由以上對Android RIL層功能分析發現，框架層和RIL層的交互是通過socket消息來互相傳遞的.消息作為IPC通信的數據單元是通過Parcel容器來進行封裝的，用于存儲序列化數據.所以在移植過程中，完成相同的消息機制，是整個移植工作的核心任務.源碼位于Frameworks/base/libs/binder/parcel.cpp.

分析源碼可知：1.整個讀寫全是在內存中進行，主要根據數據大小需求通過malloc（）.realloc（）.memcpy（）等內存操作動態分配，這些接口都是標準C所具備的，移植性非常好；2.Binder通信中數據對象都是封裝成為parcel格式進行傳輸的，傳輸的類型包括IBinder.Filedescriptor等，這些數據在傳輸過程中需要做特殊處理，移植的依賴較多，好在RIL部分用不到Binder通信，所以這部分代碼可以從中刪除，降低了移植難度，所以只需要實現普通數據的消息封裝.在Parcel中對普通數據的讀寫，定義了以下方法：

基本數據的消息封裝通過這些方法來寫入Parcel和從Parcel讀出.由于AT指令的參數以及AT response均為Int和String型數據，所以在RIL層中主要使用到了對這兩種數據操作的方法.所以通過C++代碼實現一個容器，并含有writeInt（int），readInt（），writeString（String），readString（）四種處理數據的方法是非常簡單的.所以通過自己實現的類來模擬Android在RIL層中的消息機制是可行的.

3.4 開發框架層

綜上所述，將Android RIL移植到基于LINUX的通用平臺就完全能夠實現了.RIL只能支持一路socket連接，事物處理都是串行的，要讓其工作在多任務的系統上，互相不阻塞對方，需要更上層進行封裝，Android的移動通信相關業務流程以及策略控制都是在框架層是通過JAVA代碼實現的，在Android中叫做Telephony,Telephony為上層應用提供了并行訪問的接口，但一般LINUX平臺是沒有運行JAVA虛擬機的，所以Android的Telephony是無法進行移植的，所以需要開發一個與AndroidTelephony對等的框架層.

框架層主要起連接RIL層和應用的作用，框架內部分為了客戶端和服務端，客戶端封裝成共享庫提供函數接口供應用程序使用，函數內部通過socket與服務端通信，服務端可以支持多個客戶端同時連接，并將客戶端的請求串行化發送到RILD,能夠將RILD返回的結果異步地將返回給對應的請求客戶端.為避免阻塞，服務端由三個線程來實現，如圖3所示.線程一（accept_thread）：接收上層應用下發的消息.將應用接入的clients排序，并將發送的消息存入鏈表data_queue中；線程二（sender_thread）：將應用消息寫入與RIL層的接口.依次從鏈表data_queue中取出消息，并依次寫入到RIL層的接口；線程三（receiver_thread）：將RIL的response寫回應用.從RIL層的接口中讀出消息，并判斷出所屬的應用描述符，并寫入.

4.搭建驗證平臺

OpenWrt系統是一個運行在嵌入式設備上的LINUX系統，主要實現路由器功能，所以PSDATA是其最基本的業務.將OpenWrt系統移植到ARM開發板上，并加載基帶模塊.通過移植的RIL層代碼，使開發板成功連入3G網絡.驅動枚舉出/dev/設備作為AT_COM與RIL層通信，并創建網卡設備作為網絡通信設備，如圖4所示.編寫應用創建SOCKET,并連入框架層的服務端，并在應用中將PS DATA請求寫入Parcel.

在系統中成功ping通網絡，驗證了移植后的RIL層在LINUX平臺上運行良好.

5.總結

在基于LINU X的通用平臺上，通過移植工作，成功實現RIL層功能和框架層應用.在Android RIL中定義了電話.短信.PS DATA等100多種與基帶通信業務.在平臺上便可根據功能需求向RIL層發起所需請求，便能簡單.方便.高效的完成這些定義好的業務.移植后的RIL層將所有的LINUX平臺與基帶建立連接，實現了通用性.