Android APN开发流程分析（一）_android apn 拨号上网流程

2 Data Connect流程分析

Android的数据连接是基于PPP方式的，主要步骤为：首先通过AT命令激活PDP连接，然后利用pppd通过数据端口完成拨号连接；

数据连接的核心控制类是DataConnectionTracker，存在于GSMPhone里，数据连接不需要用户的干预，在APN设置好之后，在适当的情况下就会自动激活，激活的入口点是：DataConnectionTracker.trySetupData→setupData→    PdpConnection.connetc→CommandsInterface.setupDefaultPDP,通过PdpConnection访问GSMPhone中的RIL层的setupDefaultPDP实现，setupDefaultPDP的结果由EVENT_SETUP_PDP_DONE返回，如果成功，则开始调用pppd完成实际连接，这是通过DataLink.connect实现的；

DataLink只是抽象基类，此处它的实现类是PppLink，实现DataLinkInterface接口，所以DataLink.connect实际上调用PppLink.connect，它通过SystemService.start（SERVICE_PPPD_GPRS）开始pppd服务，并通过checkPPP函数访问Linux的sys文件系统来查询pppd的连接状态，如果成功，便可以将LINKUP的消息通知出去以完成连接流程。

 

3 APN流程分析

接入点使用在我看来主要包括接入点的创建、接入点的切换以及接入点的删除三个方面，我们下面按照android源码，按照程序调用的先后顺序依次分析其流程；

3.1 Create New APN流程分析

Android因为是以事件驱动的，因此在诸如接入点设置这样的操作的时候，都是从按键触发事件开始的：Activity.java里的onKeyDown函数；由于是基于EVENT驱动的，因此在每一个动作的时候都会触发一定Type的Message，因此对于源代码流程的分析也比较有利；

Create New APN的过程主要就是APN如name、port、proxy等的添加以及在设置的过程里状态的切换等；

一、下面为这个过程里JAVA Framework调用的过程：

1、 ActivityManagerService.java:startActivity：

说明：界面跳转，使用隐式的界面跳转，这个过程是基于事件的，在Android中，传递数据使用Intent，Intent相当于各个Activity之间的桥梁，可以传递数据，可以通过Intent启动另外一个Activity。Intent有显式和隐式之分，显式的是直接什么要启动的组件，比如Service或者Activity，隐式的通过配置的datatype、url、action来找到匹配的组件启动。

2、telephony/TelephonyProvider.java：insert函数：

说明：通过对URL 的s_urlMatcher.match，URL_TELEPHONY宏的处理，对Name，APN等的检查和容错

3、MobileDataStateTracker.java：MobileDataStateReceiver函数

说明：这个是这部分处理的一个核心函数，该函数的一个实现为onReceive（），在此函数里对于APN的各种参数如Type（isApnTypeIncluded(apnTypeList)）以及状态state进行判断和转换，在这个时候，状态的切换为：old =CONNECTED and new state=DISCONNECTED

4、ConnectivityService.java：handleMessage（）函数

说明：由于系统本身就是事件驱动的，因此这个handleMessage被调用来完成network state状态的改变：DISCONNECTED/DISCONNECTED，并且在这个函数实现了WIFI接入点有关判断；

5、GpsLocationProvider.java:updateNetworkState函数

说明：GPS状态的更新

6、MobileDataStateTracker.java：MobileDataStateReceiver（）函数：

说明：类似（3），只是状态切换变为：state= CONNECTING, old= DISCONNECTED, reason= apnChanged

7、NetworkStateTracker.java：setDetailedState（）函数

说明：该函数记录网络状态的改变，并在改变的时候发送一个notify事件：

Message msg = mTarget.obtainMessage(EVENT_STATE_CHANGED, mNetworkInfo);

8、ConnectivityService.java：handleMessage（）函数：

说明：类似（4），状态：CONNECTING/CONNECTING

9、Checkin.java：updateStats函数：

说明：update statistics in the database

10、MobileDataStateTracker.java：MobileDataStateReceiver

说明：处理在onReceive里，状态为：state= CONNECTED, old= CONNECTING, reason= apnChanged

11、NetworkStateTracker.java：setDetailedState（）函数

说明：（7），状态：old =CONNECTING and new state=CONNECTED

12、NetworkStateTracker.java:updateNetworkSettings函数

说明：该函数从Network TCP buffer读取network设置参数，并设置网络

13、ConnectivityService。java：handleDnsConfigurationChange

说明：从dnsList里读取预设的dns 通过writePidDns设置dns

二、下面分析RIL Java层的处理：

该部分的核心实现存在于Ril.java以及GsmDataConnectionTracker.java之中，Ril.java中RIL.RILSender负责处理命令的发送，RIL.RILReceiver用于处理命令响应以及主动上报信息的接收；

Ril.Java中一个命令发送的流程为：RILRequest.obtain（命令ID）→复制参数→通过Send（）函数发送EVENT_SEND→在RILSender线程中处理EVENT_SEND→将命令写到out stream（socket）；

Ril.java响应和主动上报消息的流程为：RILReceiver线程监视mSocket input→readMessage（读取完整响应）→processReponse→分别处理RESPONSE_UNSOLICITED（主动上报）与REPONSE_SOLICITED（命令响应）

RILD守护进程里的Request都是由RIL.java发起

3.2 APN 切换流程分析

1、ApnPreference.java: onCheckedChanged

说明：检查接入点切换的ID是否合法

2、MobileDataStateTracker.java：MobileDataStateReceiver

说明：处理在onReceive里，状态为：state= DISCONNECTED, old= CONNECTED

3、ConnectivityService.java：handleMessage（）函数：

说明：状态：DISCONNECTED/DISCONNECTED

4、ActivityThread.java：getProvider

说明：ActivityThread.java是app里的一个实例，在main里创建了一个thread，在getProvider里   holder = ActivityManagerNative.getDefault().getContentProvider(getApplicationThread(), name);进行了判断

5、Checkin.java：updateStats函数：

说明：update statistics in the database，会对PHONE_GPRS_ATTEMPTED进行判断，在emulator里会报Can't update stat PHONE_GPRS_ATTEMPTED: java.lang.IllegalArgumentException: Unknown URL content://android.server.checkin/stats的错误

6、MobileDataStateTracker.java：MobileDataStateReceiver

说明：处理在onReceive里，state= CONNECTED, old= CONNECTING

7、NetworkStateTracker.java：setDetailedState（）函数

说明：状态：old =CONNECTING and new state=CONNECTED

8、ConnectivityService.java：handleMessage（）函数：

说明：状态：CONNECTED/CONNECTED

9、NetworkStateTracker.java:updateNetworkSettings函数

说明：该函数从Network TCP buffer读取network设置参数，并设置网络

10、ConnectivityService.java：handleDnsConfigurationChange

说明：从dnsList里读取预设的dns 通过writePidDns设置dns

 

3.3 RILD源码分析

RIL对对消息的处理是将消息通过LocalSocket发送到以rild为名称的有名端口。这个有名Socket的创建在ril.cpp代码中。s_fdListen = android_get_control_socket(SOCKET_NAME_RIL)

RILD是守护进程，执行的过程为：获取参数→打开功能库→建立事件循环→执行RIL_Init→RIL_register；事件循环式核心，通过Select多路复用机制，读取来自上层的Socket接口的具体操作命令，同时一些命令Timeout唤醒机制，也通过Select实现；

1.   Request流程

命令下发流程：首先从JAVA层通过Socket将命令发送到RIL层的RILD守护进程，RILD中负责监听的ril_event_loop消息循环中的Select发现RILD Socket有了请求连接信号，建立一个record_stream，打通与上层的数据通道并开始接收请求数据，数据通道的回调函数processCommandsCallback（）会保证收到一个完整的Request后，将其送达processCommandBuffer（）函数；

解析过程：processCommandBuffer（）从Socket中序列化的数据流里还原信息，将其组织到RequestInfo中；RequestInfo数据结构如下（存在于ril.cpp中）：

typedef struct RequestInfo {

    int32_t token;      //this is not RIL_Token

    CommandInfo *pCI;

    struct RequestInfo *p_next;

    char cancelled;

    char local; // responses to local commands do not go back to command process

} RequestInfo;

RIL层以Request号为基础采用表驱动方式分发请求，CommandInfo结构表示命令的信息，关联了Request号和实际的请求函数，以及响应函数之间的关系；

分发流程：s_callback.onRequest（）完成分发操作，s_callback获取自libreference-ril的RIL_RadioFunction结构指针，Request请求在这里转入底层的libreference-ril处理，handler是reference-ril.cpp中的Request。

onRequest根据Request号进行简单的switch分发，然后将命令和参数转换成对应的AT命令，由writeline（）完成驱动层的发送，writeline通过驱动程序节点的文件描述符进行写操作实现控制。

2.   Response流程

Response有两类：unsolicited表示主动上报的消息，如来电，来短信等，而solicited是AT命令的响应，判断是否是solicited的依据有两点：一是当前用AT命令正在等待响应；二是读取的响应符合该AT命令的响应格式。

对于Response流程来讲，流程是从Modem设备发回响应数据开始的。

RIL通过readerLoop函数，利用readline逐行读取响应数据，随后通过processLine进行分析，主动上报的一般以+XXXX的形式出现，而AT命令的响应格式则有一行或多行之分，但最终一定以OK或者ERROR结尾，于是PrcessLine有以下几种情况：

1）、没有AT命令等待响应或不符合AT响应格式，一般是主动上报行，由handleUnsolicited处理，handleUnsolicited→onUnsolicetd→RIL_onUnsolicitedResponse；

2）、isFinalResponseSucess/isFinalResponseError是最终响应行，转到handleFinalResponse处理，handleFInalResponse会发送线程同步信号，激活等到的发送线程；

3）、符合当前AT命令响应格式的行，解析并获取数据，这是响应处理的中间过程，然后继续收到最终响应行，然后进入2）流程

最后的发送动作由sendResponse→sendResponseRaw→blockingWrite通过Socket回传给上层来完成，响应解析由上层完成。