Android 11：bluetooth@1.0蓝牙架构分析_android bluetooth框架

介绍结

参考：蓝牙  |  Android 开源项目  |  Android Open Source Projecthttps://source.android.com/docs/core/connect/bluetooth

蓝牙应用通过 Binder 与蓝牙进程进行通信。蓝牙进程使用 JNI 与蓝牙堆栈通信，并向开发者提供对各种蓝牙配置文件的访问权限。下图显示了蓝牙堆栈的常规结构：

应用框架

处于应用框架级别的是应用代码，它使用 android.bluetooth API 与蓝牙硬件进行交互。此代码在内部通过 Binder IPC 机制调用蓝牙进程。

蓝牙系统服务

蓝牙系统服务（位于 packages/apps/Bluetooth 中）被打包为 Android 应用，并在 Android 框架层实现蓝牙服务和配置文件。此应用通过 JNI 调用原生蓝牙堆栈。

JNI

与 android.bluetooth 相关联的 JNI 代码位于 packages/apps/Bluetooth/jni 中。当发生特定蓝牙操作时（例如发现设备时），JNI 代码会调用蓝牙堆栈。

蓝牙堆栈

AOSP 中提供了默认蓝牙堆栈（位于 system/bt 中）。该堆栈实现常规蓝牙 HAL，并通过扩展程序和更改配置对其进行自定义。

供应商实现

供应商设备使用硬件接口设计语言 (HIDL) 与蓝牙堆栈交互

HIDL

HIDL 定义了蓝牙堆栈和供应商实现之间的接口。如需生成蓝牙 HIDL 文件，请将蓝牙接口文件传入 HIDL 生成工具中。接口文件位于 hardware/interfaces/bluetooth 中。

蓝牙堆栈开发

Android 蓝牙堆栈是一个完全限定的蓝牙堆栈。限定列表位于蓝牙 SIG 网站上的 QDID 169365 下。

核心蓝牙堆栈位于 [system/bt](https://android.googlesource.com/platform/system/bt/+/master) 中。开发工作在 AOSP 中进行，欢迎贡献内容。

Android Bluetooth Stack代码具体实现

Android蓝牙协议栈的实现在system/bt目录

应用框架 android.bluetooth

以下类和接口 是为APP 提供的API，在API内部通过Binder 机制向下调用

Interfaces

Class

蓝牙系统服务

 

代码位置：/aosp/packages/apps/Bluetooth/ ,这个文件夹中的代码实现了蓝牙服务和配置文件，并且最后编译时打包成一个APP，这个APP通过JNI调用蓝牙堆栈

JNI

"Bluetooth" 应用程序调用的JNI 位于/aosp/packages/apps/Bluetooth/jni 中。

 

JNI 负责调用原生的蓝牙协议栈。

蓝牙堆栈

蓝牙堆栈代码位于/aosp/system/bt 中

 

这层的代码通过调用hal 层代码 来调用底层硬件

因此厂商就可以通过HIDL 接口 来对接自己的硬件设备。

HDIL

hidl 接口代码位于/hardware/interfaces/bluetooth

我们就可以按照HIDL 实现自己的接口了

厂商蓝牙协议栈

已经集成到aosp源码中的厂商蓝牙代码定义在/aosp/hardware中

 

 

 

以瑞昱（realtek）为例

对于蓝牙厂商来说必须提供一个名字为 libbt-vendor.so的库文件，这个文件的接口在

/aosp/hareware/interfaces/bluetooth/1.0/default/bt_vendor_lib.h中定义好了，aosp 并没有实现，需要厂商提供这个文件的实现方法。

 

bt_vendor_lib.h源码：

#ifndef BT_VENDOR_LIB_H
#define BT_VENDOR_LIB_H
 
#include <stdint.h>
#include <sys/cdefs.h>
#include <sys/types.h>
 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
/** Struct types */
 
/** Typedefs and defines */
 
/** Vendor specific operations OPCODE */
typedef enum {
  /*  [operation]
   *      Power on or off the BT Controller.
   *  [input param]
   *      A pointer to int type with content of bt_vendor_power_state_t.
   *      Typecasting conversion: (int *) param.
   *  [return]
   *      0 - default, don't care.
   *  [callback]
   *      None.
   */
  BT_VND_OP_POWER_CTRL,
...
 
} bt_vendor_opcode_t;
...
/** Define HCI channel identifier in the file descriptors array
    used in BT_VND_OP_USERIAL_OPEN operation.
 */
typedef enum {
  CH_CMD,      // HCI Command channel
  CH_EVT,      // HCI Event channel
  CH_ACL_OUT,  // HCI ACL downstream channel
  CH_ACL_IN,   // HCI ACL upstream channel
 
  CH_MAX  // Total channels
} bt_vendor_hci_channels_t;
...
/*
 * Bluetooth Host/Controller Vendor callback structure.
 */
/* vendor initialization/configuration callback */
typedef void (*cfg_result_cb)(bt_vendor_op_result_t result);
 
/* datapath buffer allocation callback (callout)
 *
 *  Vendor lib needs to request a buffer through the alloc callout function
 *  from HCI lib if the buffer is for constructing a HCI Command packet which
 *  will be sent through xmit_cb to BT Controller.
 *
 *  For each buffer allocation, the requested size needs to be big enough to
 *  accommodate the below header plus a complete HCI packet --
 *      typedef struct
 *      {
 *          uint16_t          event;
 *          uint16_t          len;
 *          uint16_t          offset;
 *          uint16_t          layer_specific;
 *      } HC_BT_HDR;
 *
 *  HCI lib returns a pointer to the buffer where Vendor lib should use to
 *  construct a HCI command packet as below format:
 *
 *  --------------------------------------------
 *  |  HC_BT_HDR  |  HCI command               |
 *  --------------------------------------------
 *  where
 *      HC_BT_HDR.event = 0x2000;
 *      HC_BT_HDR.len = Length of HCI command;
 *      HC_BT_HDR.offset = 0;
 *      HC_BT_HDR.layer_specific = 0;
 *
 *  For example, a HCI_RESET Command will be formed as
 *  ------------------------
 *  |  HC_BT_HDR  |03|0c|00|
 *  ------------------------
 *  with
 *      HC_BT_HDR.event = 0x2000;
 *      HC_BT_HDR.len = 3;
 *      HC_BT_HDR.offset = 0;
 *      HC_BT_HDR.layer_specific = 0;
 */
typedef void* (*malloc_cb)(int size);
typedef void (*mdealloc_cb)(void* p_buf);
typedef void (*tINT_CMD_CBACK)(void* p_mem);
...
/*
 * Bluetooth Host/Controller VENDOR Interface
 */
typedef struct {
  /** Set to sizeof(bt_vndor_interface_t) */
  size_t size;
 
  /*
   * Functions need to be implemented in Vendor libray (libbt-vendor.so).
   */
  /**
   * Caller will open the interface and pass in the callback routines
   * to the implemenation of this interface.
   */
  int (*init)(const bt_vendor_callbacks_t* p_cb, unsigned char* local_bdaddr);
 
  /**  Vendor specific operations */
  int (*op)(bt_vendor_opcode_t opcode, void* param);
 
  /** Closes the interface */
  void (*cleanup)(void);
} bt_vendor_interface_t;
 
 

 

通过代码可以知道，厂商最终只需要实现

/* Entry point of DLib --
 *      Vendor library needs to implement the body of bt_vendor_interface_t
 *      structure and uses the below name as the variable name. HCI library
 *      will use this symbol name to get address of the object through the
 *      dlsym call.
 */
extern const bt_vendor_interface_t BLUETOOTH_VENDOR_LIB_INTERFACE;

通过这个结构体，蓝牙协议栈将厂商的实现的方法导入到协议栈内部。

bluetooth@1.0通过vendor_interface.cc 中“VendorInterface::Open ”函数加载 这个lib