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藍牙功能是無線短距的重要能力，在工作、生活中有很多藍牙設備，比如車載藍牙設備，藍牙耳機，藍牙鍵盤。1994年由電信商愛立信發(fā)展出這個技術，最初藍牙的設計是系統(tǒng)創(chuàng)建出一個RS-232數(shù)據(jù)線的無線通信技術替代版，能夠鏈接多個設備并克服同步問題。目前藍牙技術由藍牙技術聯(lián)盟（SIG Special Interest Group）來負責維護其技術標準，IEEE曾經(jīng)將藍牙技術標準化為IEEE 802.15.1，但是這個標準已經(jīng)不再繼續(xù)使用。接下來我們就深入分析下開源鴻蒙的藍牙結構和各層作用及工作內(nèi)容。

概述

在開源鴻蒙的源碼里和系統(tǒng)功能相關的部分大多都放在foundation這個文件夾里，而通訊相關的部分則是在communication這個文件夾內(nèi)。我們本篇要分析的藍牙功能就是在foundation/communication/bluetooth路徑下，具體目錄結構如下：

.
├── bundle.json
├── frameworks                //框架層
│   ├── inner
│   └── js
├── hisysevent.yaml
├── interfaces                //接口層
│   ├── inner_api
│   └── kits
├── LICENSE
├── README.md
├── README_zh.md
├── sa_profile                //系統(tǒng)能力配置
│   ├── 1130.xml
│   └── BUILD.gn
├── services                //服務層
│   ├── bluetooth
│   └── bluetooth_lite
└── test                    測試代碼
    ├── example
    ├── fuzztest
    ├── moduletest
    └── unittest

架構簡析

• 根據(jù)目錄結構和內(nèi)部文件及編譯框架總結架構如下：

• 接口層：對外提供js接口，采用d.ts定義，藍牙文件夾內(nèi)位置interfaces/kits/js具體存放路徑在interface/sdk-js/api/@ohos.bluetooth.d.ts；對內(nèi)提供c接口，可以供softbus，netmanager，audioframework三個子系統(tǒng)調用，藍牙文件夾內(nèi)位置interfaces/inner_api/include。
• 框架層：分兩個子層，NAPI框架實現(xiàn)層，藍牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/frameworks/js/napi，實現(xiàn)所有js層代碼接口適配并調用innerapi的實現(xiàn)；藍牙接口實現(xiàn)層，使用IPC架構同藍牙服務層通信，將從NAPI收到的命令，或者別的子系統(tǒng)收到的命令經(jīng)由IPC架構發(fā)送給服務層，并注冊服務層observer，收聽由服務層上報的事件。
• 服務層：分三個子層，系統(tǒng)能力層，藍牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/server，實現(xiàn)藍牙系統(tǒng)能力服務，接收從框架層經(jīng)由IPC發(fā)送下來的命令，并收聽藍牙service傳上來的消息并回傳給藍牙框架層；藍牙服務層，藍牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/service，實現(xiàn)不同藍牙能力的adapter（包括classic_adapter和ble_adapter），通過調用藍牙協(xié)議棧實現(xiàn)藍牙業(yè)務的邏輯能力；藍牙協(xié)議棧，藍牙文件夾內(nèi)位置foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/stack，實現(xiàn)藍牙協(xié)議包解析，打包以及藍牙協(xié)議流程的處理，實現(xiàn)藍牙host，藍牙profile以及藍牙鏈路和hci接口，最后通過使用藍牙硬件驅動收發(fā)藍牙原始數(shù)據(jù)。
• 硬件驅動：預編譯包，通過dlopen提供hci的底層接口，注冊回調以及發(fā)送數(shù)據(jù)。

功能簡析

1. NAPI功能

• HAP應用層通過@ohos.bluetooth.d.ts引用調用藍牙接口，藍牙接口包括bluetooth接口，BLE接口，profile接口。bluetooth接口包括經(jīng)典藍牙接口，BLE接口接口，和profile接口；目前支持的profile有A2dpSourceProfile，HandsFreeAudioGatewayProfile，HidHostProfile和PanProfile。
• NAPI框架接口均通過DECLARE_NAPI_FUNCTION，js的回調也通過此接口經(jīng)由傳入回調函數(shù)指針實現(xiàn)。
• NAPI層通過調用藍牙框架層的BluetoothHost實現(xiàn)功能，通過將g_bluetoothHostObserver注冊到框架層內(nèi)部實現(xiàn)來獲得消息回調；同時NAPI層提供g_Observer存儲js層的回調函數(shù)，在收到框架層的回調后在g_Observer里查找對應的回調函數(shù)來實現(xiàn)應用通知；此對象因為是map結構體，所以一個應用只能注冊一個并在應用內(nèi)部自己處理。

2. 藍牙框架功能

• 藍牙框架提供cadapter接口和藍牙框架具體實現(xiàn)（藍牙NAPI層調用的BluetoothHost即在具體實現(xiàn)層）。
• cadapter實現(xiàn)c接口，通過BluetoothHost實現(xiàn)功能，其他外部模塊均通過cadapter提供的c接口調用藍牙能力。
• 藍牙框架內(nèi)部實現(xiàn)層提供接口一一對應cadapter和NAPI接口。BluettoothHost內(nèi)部通過SystemAbilityManagerClient::GetInstance().GetSystemAbilityManager()接口得到samgr，然后通過BLUETOOTH_HOST_SYS_ABILITY_ID標識獲取藍牙服務對象，然后通過藍牙服務對象通過IPC接口調用藍牙服務功能。
• 藍牙框架內(nèi)部提供RegisterObserver方式，允許其他層應用（比如軟總線層通過調用cadapter接口GapRegisterCallbacks收聽藍牙的回調事件）收聽藍牙回調事件。
• 藍牙框架因為是動態(tài)庫實現(xiàn)，所以如果有多處依賴則會生成多份實例，如NAPI和軟總線都依賴藍牙框架庫，所以在系統(tǒng)里會有兩份實例同時若產(chǎn)生藍牙通知也會有兩個進程同時收到消息。

3. 藍牙系統(tǒng)能力

• 藍牙系統(tǒng)能力通過繼承SystemAbility，BluetoothHostStub兩個類實現(xiàn)藍牙服務能力并實現(xiàn)IPC進行通信；IPC通信部分的代碼在藍牙文件夾foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/ipc內(nèi)，提供proxy和stub實現(xiàn)，即btipc_static.a靜態(tài)庫。
• 藍牙系統(tǒng)能力可視作藍牙服務進程，提供包括藍牙狀態(tài)機，藍牙adapter（classic，ble），藍牙profile服務實例。
• 藍牙系統(tǒng)配置在foundation/communication/bluetooth/services/bluetooth/etc/init目錄內(nèi)，此部分內(nèi)容會在制作鏡像包時打包到系統(tǒng)文件內(nèi)去；在藍牙服務啟動的時候會讀取藍牙配置(AdapterConfig::GetInstance()->Load()，ProfileConfig::GetInstance()->Load())并確定藍牙的snooplog（協(xié)議棧輸出文件）。
• 藍牙系統(tǒng)能力內(nèi)部使用Dispatcher模型執(zhí)行任務事務，在Dispatcher對象內(nèi)部它通過線程加任務隊列的方式處理多條任務命令，目前實現(xiàn)方法為但線程依次處理隊列內(nèi)的事務。
• 藍牙系統(tǒng)能力層通過permission_utils提供應用權限保護能力，服務調用功能時首先調用PermissionUtils::VerifyXXXBluetoothPermission（XXX包括，Use,Discover,Manage,Location），然后調用AuthCenter對應功能，最后調用PermissionHelper對應接口確認權限；在AuthCenter里內(nèi)部定義了g_permissionAlwaysGrant全局變量，可以方便調試時擁有所有權限。

4. 藍牙協(xié)議棧

• 藍牙協(xié)議棧通過c接口對藍牙服務層提供接口。
• 藍牙協(xié)議棧內(nèi)部他提供任務隊列方式處理藍牙命令（GapRunTaskBlockProcess, GapRunTaskUnBlockProcess），分別對于藍牙協(xié)議棧同步接口和異步接口。
• 藍牙協(xié)議棧內(nèi)部也有層級，對上的是gap，中間是btm，對下的是hci，中間部分和其他藍牙協(xié)議站定義的內(nèi)容一致，如：att，avctp，avdtp，l2cap，rfcomm，sdp，smp。
• HCI層它通過g_hdiLib加載藍牙驅動庫libbluetooth_hdi_adapter.so，并通過加載藍牙驅動接口（HdiInit，HdiSendHciPacket，HdiClose）實現(xiàn)藍牙數(shù)據(jù)發(fā)送，藍牙數(shù)據(jù)接收（g_hdiCallacks）。

總結

1. 藍牙服務的結構也是所有開源鴻蒙的結構能力，大致流程均為：NAPI框架，系統(tǒng)服務框架，IPC框架，Observer框架，原生driver框架（其實可以采用HDF框架）。
2. 目前開源鴻蒙用的藍牙協(xié)議站不是android，bluez，btstack這三種主流藍牙協(xié)議棧，根據(jù)注釋可得其參考《BLUETOOTH SPECIFICATION Version 5.0》實現(xiàn)；目前官方最新的協(xié)議棧是v5.3，參考鏈接如下：https://www.bluetooth.com/specifications/specs/core-specification-5-3/。

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