android bluetooth 移植相关注意事项

android bluetooth 移植相关注意事项

标签： androidlinuxbluedroid brcmap63302013-10-12 20:15 11877人阅读 评论(4)收藏举报 分类： android linux bluetooth（5）

版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。

目录(?)[+]

bluedroid的通用架构框图：

由上图可知，bluedroid包含如下的核心组件：

Bluetooth core stack library

HCI library

Vendor Specific HCI library

UART, RFKILL,TUN/TAP and UHID device drivers

移植过程

基于Android上bluedroid上的蓝牙移植涉及到文件有：

bluetooth.apk

bludroid协议栈涉及到的库：

bluetooth.default.so

libbt-hci.so

libbt-utils.so

libbt-vendor.so

audio.a2dp.default.so

android.hardware.bluetooth.xml：该文件用于控制是否显示蓝牙的设置界面，位于/etc/permissions/目录下

bluetooth.default.so依赖于libbt-hci.so、libbt-utils.so、libbt-vendor.so等动态库，该库是蓝牙bluedroid协议栈的核心，该库的核心文件bluetooth.c实现了蓝牙的HAL层。

该硬件抽象层对应的接口定义如下(hardware/include/hardware/bluetooth.h)：

[cpp] view plain copy

1. /** NOTE: By default, no profiles are initialized at the time of init/enable. 
2.  *  Whenever the application invokes the 'init' API of a profile, then one of 
3.  *  the following shall occur: 
4.  * 
5.  *    1.) If Bluetooth is not enabled, then the Bluetooth core shall mark the 
6.  *        profile as enabled. Subsequently, when the application invokes the 
7.  *        Bluetooth 'enable', as part of the enable sequence the profile that were 
8.  *        marked shall be enabled by calling appropriate stack APIs. The 
9.  *        'adapter_properties_cb' shall return the list of UUIDs of the 
10.  *        enabled profiles. 
11.  * 
12.  *    2.) If Bluetooth is enabled, then the Bluetooth core shall invoke the stack 
13.  *        profile API to initialize the profile and trigger a 
14.  *        'adapter_properties_cb' with the current list of UUIDs including the 
15.  *        newly added profile's UUID. 
16.  * 
17.  *   The reverse shall occur whenever the profile 'cleanup' APIs are invoked 
18.  */  
19.   
20.   
21. /** Represents the standard Bluetooth DM interface. */  
22. typedef struct {  
23.     /** set to sizeof(bt_interface_t) */  
24.     size_t size;  
25.     /** 
26.      * Opens the interface and provides the callback routines 
27.      * to the implemenation of this interface. 
28.      */  
29.     int (*init)(bt_callbacks_t* callbacks );  
30.   
31.   
32.     /** Enable Bluetooth. */  
33.     int (*enable)(void);  
34.   
35.   
36.     /** Disable Bluetooth. */  
37.     int (*disable)(void);  
38.   
39.   
40.     /** This ensures the chip is Powered ON  to support other radios in the combo chip. 
41.      * If the chip is OFF it set the chip to ON, if it is already ON it just increases the radio ref count 
42.      * to keep track when to Power OFF */  
43.     int (*enableRadio)(void);  
44.   
45.   
46.     /** This decreases radio ref count  and ensures that chip is Powered OFF 
47.      * when the radio ref count becomes zero. */  
48.     int (*disableRadio)(void);  
49.   
50.   
51.     /** Closes the interface. */  
52.     void (*cleanup)(void);  
53.   
54.   
55.     /** Get all Bluetooth Adapter properties at init */  
56.     int (*get_adapter_properties)(void);  
57.   
58.   
59.     /** Get Bluetooth Adapter property of 'type' */  
60.     int (*get_adapter_property)(bt_property_type_t type);  
61.   
62.   
63.     /** Set Bluetooth Adapter property of 'type' */  
64.     /* Based on the type, val shall be one of 
65.      * bt_bdaddr_t or bt_bdname_t or bt_scanmode_t etc 
66.      */  
67.     int (*set_adapter_property)(const bt_property_t *property);  
68.   
69.   
70.     /** Get all Remote Device properties */  
71.     int (*get_remote_device_properties)(bt_bdaddr_t *remote_addr);  
72.   
73.   
74.     /** Get Remote Device property of 'type' */  
75.     int (*get_remote_device_property)(bt_bdaddr_t *remote_addr,  
76.                                       bt_property_type_t type);  
77.   
78.   
79.     /** Set Remote Device property of 'type' */  
80.     int (*set_remote_device_property)(bt_bdaddr_t *remote_addr,  
81.                                       const bt_property_t *property);  
82.   
83.   
84.     /** Get Remote Device's service record  for the given UUID */  
85.     int (*get_remote_service_record)(bt_bdaddr_t *remote_addr,  
86.                                      bt_uuid_t *uuid);  
87.   
88.   
89.     /** Start SDP to get remote services */  
90.     int (*get_remote_services)(bt_bdaddr_t *remote_addr);  
91.   
92.   
93.     /** Start Discovery */  
94.     int (*start_discovery)(void);  
95.   
96.   
97.     /** Cancel Discovery */  
98.     int (*cancel_discovery)(void);  
99.   
100.   
101.     /** Create Bluetooth Bonding */  
102.     int (*create_bond)(const bt_bdaddr_t *bd_addr);  
103.   
104.   
105.     /** Remove Bond */  
106.     int (*remove_bond)(const bt_bdaddr_t *bd_addr);  
107.   
108.   
109.     /** Cancel Bond */  
110.     int (*cancel_bond)(const bt_bdaddr_t *bd_addr);  
111.   
112.   
113.     /** BT Legacy PinKey Reply */  
114.     /** If accept==FALSE, then pin_len and pin_code shall be 0x0 */  
115.     int (*pin_reply)(const bt_bdaddr_t *bd_addr, uint8_t accept,  
116.                      uint8_t pin_len, bt_pin_code_t *pin_code);  
117.   
118.   
119.     /** BT SSP Reply - Just Works, Numeric Comparison and Passkey 
120.      * passkey shall be zero for BT_SSP_VARIANT_PASSKEY_COMPARISON & 
121.      * BT_SSP_VARIANT_CONSENT 
122.      * For BT_SSP_VARIANT_PASSKEY_ENTRY, if accept==FALSE, then passkey 
123.      * shall be zero */  
124.     int (*ssp_reply)(const bt_bdaddr_t *bd_addr, bt_ssp_variant_t variant,  
125.                      uint8_t accept, uint32_t passkey);  
126.   
127.   
128.     /** Get Bluetooth profile interface */  
129.     const void* (*get_profile_interface) (const char *profile_id);  
130.   
131.   
132.     /** Bluetooth Test Mode APIs - Bluetooth must be enabled for these APIs */  
133.     /* Configure DUT Mode - Use this mode to enter/exit DUT mode */  
134.     int (*dut_mode_configure)(uint8_t enable);  
135.   
136.   
137.     /* Send any test HCI (vendor-specific) command to the controller. Must be in DUT Mode */  
138.     int (*dut_mode_send)(uint16_t opcode, uint8_t *buf, uint8_t len);  
139.   
140.   
141.    /* Send  service level Authorization response */  
142.    int (*authorize_response)(const bt_bdaddr_t *bd_addr, bt_service_id_t service_id,  
143.                              uint8_t authorize, uint8_t save_settings);  
144.   
145.   
146.     /** Get FM module interface */  
147.     const void* (*get_fm_interface) ();  
148.   
149.   
150.     /** BLE Test Mode APIs */  
151.     /* opcode MUST be one of: LE_Receiver_Test, LE_Transmitter_Test, LE_Test_End */  
152.     int (*le_test_mode)(uint16_t opcode, uint8_t *buf, uint8_t len);  
153. } bt_interface_t;  

bluetooth.c和bluetooth.h对应到上面图1中的libhardware层。

而bluetooth services和bluetooth JNI编译出来的结果就是bluetooth.apk, bluetooth services透过bluetooth JNI，bluetooth JNI透过硬件抽象层，直接调用到bluedroid的核心协议栈，而核心协议栈通过uart driver，rfkill driver，UHID，TUN等vfs文件接口直接调用到内核空间的驱动。

audio.a2dp.default.so文件是音频模块针对ad2p的硬件抽象层的实现，供音频模块来控制a2dp的通路切换，声音和音量的控制。注意该模块跟BT_PROFILE_ADVANCED_AUDIO_ID模块的关系。

libbt-vendor.so是需要根据特定的蓝牙芯片去客制化实现的。

具体该移植库（libbt-vendor.so），需要实现如下的通用接口（external/bluetooth/bluedroid/hci/include/bt_vendor_lib.h）：

[cpp] view plain copy

1. /* 
2.  * Bluetooth Host/Controller VENDOR Interface 
3.  */  
4. typedef struct {  
5.     /** Set to sizeof(bt_vndor_interface_t) */  
6.     size_t          size;  
7.   
8.     /* 
9.      * Functions need to be implemented in Vendor libray (libbt-vendor.so). 
10.      */  
11.   
12.     /** 
13.      * Caller will open the interface and pass in the callback routines 
14.      * to the implemenation of this interface. 
15.      */  
16.     int   (*init)(const bt_vendor_callbacks_t* p_cb, unsigned char *local_bdaddr);  
17.   
18.     /**  Vendor specific operations */  
19.     int (*op)(bt_vendor_opcode_t opcode, void *param);  
20.   
21.     /** Closes the interface */  
22.     void  (*cleanup)(void);  
23. } bt_vendor_interface_t;  

在以上结构体中，其中大部份的工作是由int (*op)(bt_vendor_opcode_t opcode, void *param);函数实现，该函数更具OPCODE操作码的不同，一般通过switch语句来实现。

各个OPCODE操作码对应的功能说明如下：（external/bluetooth/bluedroid/hci/include/bt_vendor_lib.h）

[cpp] view plain copy

1. /** Vendor specific operations OPCODE */  
2. typedef enum {  
3. /*  [operation] 
4.  *      Power on or off the BT Controller. 
5.  *  [input param] 
6.  *      A pointer to int type with content of bt_vendor_power_state_t. 
7.  *      Typecasting conversion: (int *) param. 
8.  *  [return] 
9.  *      0 - default, don't care. 
10.  *  [callback] 
11.  *      None. 
12.  */  
13.     BT_VND_OP_POWER_CTRL,  
14.   
15.   
16. /*  [operation] 
17.  *      Perform any vendor specific initialization or configuration 
18.  *      on the BT Controller. This is called before stack initialization. 
19.  *  [input param] 
20.  *      None. 
21.  *  [return] 
22.  *      0 - default, don't care. 
23.  *  [callback] 
24.  *      Must call fwcfg_cb to notify the stack of the completion of vendor 
25.  *      specific initialization once it has been done. 
26.  */  
27.     BT_VND_OP_FW_CFG,  
28.   
29.   
30. /*  [operation] 
31.  *      Perform any vendor specific SCO/PCM configuration on the BT Controller. 
32.  *      This is called after stack initialization. 
33.  *  [input param] 
34.  *      None. 
35.  *  [return] 
36.  *      0 - default, don't care. 
37.  *  [callback] 
38.  *      Must call scocfg_cb to notify the stack of the completion of vendor 
39.  *      specific SCO configuration once it has been done. 
40.  */  
41.     BT_VND_OP_SCO_CFG,  
42.   
43.   
44. /*  [operation] 
45.  *      Open UART port on where the BT Controller is attached. 
46.  *      This is called before stack initialization. 
47.  *  [input param] 
48.  *      A pointer to int array type for open file descriptors. 
49.  *      The mapping of HCI channel to fd slot in the int array is given in 
50.  *      bt_vendor_hci_channels_t. 
51.  *      And, it requires the vendor lib to fill up the content before returning 
52.  *      the call. 
53.  *      Typecasting conversion: (int (*)[]) param. 
54.  *  [return] 
55.  *      Numbers of opened file descriptors. 
56.      *      Valid number: 
57.      *          1 - CMD/EVT/ACL-In/ACL-Out via the same fd (e.g. UART) 
58.      *          2 - CMD/EVT on one fd, and ACL-In/ACL-Out on the other fd 
59.      *          4 - CMD, EVT, ACL-In, ACL-Out are on their individual fd 
60.  *  [callback] 
61.  *      None. 
62.  */  
63.     BT_VND_OP_USERIAL_OPEN,  
64.   
65.   
66. /*  [operation] 
67.  *      Close the previously opened UART port. 
68.  *  [input param] 
69.  *      None. 
70.  *  [return] 
71.  *      0 - default, don't care. 
72.  *  [callback] 
73.  *      None. 
74.  */  
75.     BT_VND_OP_USERIAL_CLOSE,  
76.   
77.   
78. /*  [operation] 
79.  *      Get the LPM idle timeout in milliseconds. 
80.  *      The stack uses this information to launch a timer delay before it 
81.  *      attempts to de-assert LPM WAKE signal once downstream HCI packet 
82.  *      has been delivered. 
83.  *  [input param] 
84.  *      A pointer to uint32_t type which is passed in by the stack. And, it 
85.  *      requires the vendor lib to fill up the content before returning 
86.  *      the call. 
87.  *      Typecasting conversion: (uint32_t *) param. 
88.  *  [return] 
89.  *      0 - default, don't care. 
90.  *  [callback] 
91.  *      None. 
92.  */  
93.     BT_VND_OP_GET_LPM_IDLE_TIMEOUT,  
94.   
95.   
96. /*  [operation] 
97.  *      Enable or disable LPM mode on BT Controller. 
98.  *  [input param] 
99.  *      A pointer to uint8_t type with content of bt_vendor_lpm_mode_t. 
100.  *      Typecasting conversion: (uint8_t *) param. 
101.  *  [return] 
102.  *      0 - default, don't care. 
103.  *  [callback] 
104.  *      Must call lpm_cb to notify the stack of the completion of LPM 
105.  *      disable/enable process once it has been done. 
106.  */  
107.     BT_VND_OP_LPM_SET_MODE,  
108.   
109.   
110. /*  [operation] 
111.  *      Assert or Deassert LPM WAKE on BT Controller. 
112.  *  [input param] 
113.  *      A pointer to uint8_t type with content of bt_vendor_lpm_wake_state_t. 
114.  *      Typecasting conversion: (uint8_t *) param. 
115.  *  [return] 
116.  *      0 - default, don't care. 
117.  *  [callback] 
118.  *      None. 
119.  */  
120.     BT_VND_OP_LPM_WAKE_SET_STATE,  
121. } bt_vendor_opcode_t;  

以上注释中说明了各个操作码的功能，也就是我们基于bluedroid进行蓝牙移植的最主要的工作量。easy吧？呵呵！简单就是美。

另外还有就是蓝协议栈的配置选项，分为两种：

一种是编译时的配置选项

一种是运行时的配置选项

涉及蓝牙相关的通用配置选项有（具体配置格式的组织是 vendor specific的）：

1：uart的端口号，如/dev/ttyS1, /dev/ttS2,/dev/ttyO1等等

2： uart的boadrate，如921600，460800，3000000等

3： 蓝牙固件的名字和路径

4： 是否使能LPM mode（低功耗管理模式）

5： PCM的配置

6： 如果是cob（chip on board）的蓝牙芯片，还需要指定蓝牙mac地址，如果是模块的一般直接可有从模块里读出来，则不需要该项

调试过程

在软件包按上面说的已经准备好的情况，在开发版上实际调试时，应该经历如下的步骤:

硬件方面有如下的check点：

1：蓝牙的power_enable是否正常

2：蓝牙的32Khz是否正常，并且是否足够接近32768HZ

3：蓝牙的26MHZ是否正常

4：蓝牙的硬件流控双方是否支持，如果不支持，需要硬件上进行欺骗：譬如brcm的蓝牙芯片是必须需要硬件流控，而我们uart 主控的硬件流控却有问题，因此我们将brcm的蓝牙端的cts pin硬件拉地（low active），这样就是相当于告诉拨通的蓝牙芯片，我们的uart controller始终都是准备好可以接收数据的。从而实现无硬件流控也可以实现互通讯

5：uart是否需要电平转换，像我们的AP 输出的都是3.3v的电平，而拨通的蓝牙则则只能输出1.8v的电平，这样的话，就需要在拨通的rts和tx pin上接电平转换，将拨通的1.8v提升到3.3v，这样可以让我们AP能够正确检测到高电平。

6：蓝牙芯片的工作电压是否正常

软件方面的调试:

1：通过控制台命令：echo 1/0 > /sys/class/rfkill/rfill0/state再结合示波器来检测power enabe pin和32KHZ的输出/关闭是否正常

2：通过配置文件/etc/bluetooth/bt_stack.conf文件，我们可以来用来控制调试信息的显示，和蓝牙封包的保存，他能够将hci层的cmd，data，event包都保存到btsnoop_hci.log文件中，然后可以通过frontline公司的capture file viewer工具来查看封包的格式和含义。

bt_stack.conf的格式如下：

[cpp] view plain copy

1. /system/etc/bluetooth #   
2. /system/etc/bluetooth # cat bt_stack.conf   
3. # Set the phone BT device name  
4. #Name=Bluetooth Phone  
5.   
6. # Set the phone BT device COD (Class of Device)  
7. #Class={0x5A, 0x02, 0x0C}  
8.   
9. # Enable BtSnoop logging function  
10. # valid value : true, false  
11. BtSnoopLogOutput=false  
12.   
13. # BtSnoop log output file  
14. BtSnoopFileName=/sdcard/btsnoop_hci.log  
15.   
16. # Enable trace level reconfiguration function  
17. # Must be present before any TRC_ trace level settings  
18. TraceConf=true  
19.   
20. # Trace level configuration  
21. #   BT_TRACE_LEVEL_NONE    0    ( No trace messages to be generated )  
22. #   BT_TRACE_LEVEL_ERROR   1    ( Error condition trace messages )  
23. #   BT_TRACE_LEVEL_WARNING 2    ( Warning condition trace messages )  
24. #   BT_TRACE_LEVEL_API     3    ( API traces )  
25. #   BT_TRACE_LEVEL_EVENT   4    ( Debug messages for events )  
26. #   BT_TRACE_LEVEL_DEBUG   5    ( Full debug messages )  
27. #   BT_TRACE_LEVEL_VERBOSE 6    ( Verbose messages ) - Currently supported for TRC_BTAPP only.  
28. TRC_BTM=2  
29. TRC_HCI=2  
30. TRC_L2CAP=2  
31. TRC_RFCOMM=2  
32. TRC_OBEX=2  
33. TRC_AVCT=2  
34. TRC_AVDT=2  
35. TRC_AVRC=2  
36. TRC_AVDT_SCB=2  
37. TRC_AVDT_CCB=2  
38. TRC_A2D=2  
39. TRC_SDP=2  
40. TRC_GATT=2  
41. TRC_SMP=2  
42. TRC_BTAPP=2  
43. TRC_PROTOCOL=0  

3：上一种方法有一个局限性，那就是只能保存完整的hci包，如果hci包不完整，则不能够通过btsnoop_hci.log文件来查看，这个时候可以在hci_h4.c文件中的hci_h4_send_msg函数和userial.c文件中的userial_read_thread函数中添加array2strings（）来将串口上发送和接收的数据都打印出来，这样就可以发现那些不完整的hci包。array2strings实现如下：

[cpp] view plain copy

1. int array2strings(char* header, char * array_buf, int array_len)  
2. {  
3. #if BT_DEBUG  
4.     int n,i;  
5.     uint8_t buf_strings[1600];  
6.     //IS_DEBUG_ENABLE_CMD_EVENT;  
7.     memset(buf_strings,0,sizeof(buf_strings));  
8.     char * tmpbuf = (char * )buf_strings;  
9.     array_len = (array_len>32)?32:array_len;  
10.     for(i=0; i<array_len; i++)  
11.     {  
12.         n = sprintf(tmpbuf,"0x%x ",array_buf[i]);  
13.         tmpbuf += n;  
14.     }  
15.     ALOGD("%s:len=%d %s", header, array_len, buf_strings);  
16. #endif  
17.     return 0;  
18. }  

4：涉及硬件流控的情况下，需要注意的问题：

有些ap的uart cotroller并不支持硬件流控，这样的话在蓝牙芯片初始化过程中，会碰到如下一些问题：

A： 在切换波特率时会出现错误：

原因就是有些蓝牙芯片，如brcm的6330/6476等芯片在蓝牙芯片和uart controller的波特率切换到较高的波特率时，蓝牙芯片端会忙一段时间，在这段时间里，uart controller就不能够给蓝牙芯片段发送命令或数据。

否则会导致命令或数据超时无响应。如果支持硬件流控则不会存在该问题，因为蓝牙芯片端在切换到高波特率时，在忙的时间段，他会自动将芯片的rts脚拉高，uart controller端在检测到cts变高，认为接收端在忙，

从而不会将数据发送出去，而只是将数据缓存在tty xmit buffer中，待cts变低后，再继续从tty xmit buffer取数据通过dma方式发送出去。

B： 会出现应用层已经将数据写到了/dev/ttyS1设备里，但uart controller并未将数据在tx pin上发送出来。

原因是蓝牙芯片的硬件流控极性跟ap中的uart controller定义的硬件流控的极性不一致，导致蓝牙芯片已经通知ap端，蓝牙芯片已经准备好接受数据，但由于极性不一致，所以导致ap段一直以为蓝牙芯片端没有准备好，所以一直未发送数据。出现这个钟情况时，就是第一条hci reset的命令都不能发送出去。蓝牙芯片的rx pin上也未有任何的波形。这个时候可以通过查看 state->port.tty->hw_stopped位是否为1，如果为1，说明正是由于ap的uart controller检测到硬件流控不允许所以才未发送。

uart驱动的调试

uart drivers的调试方法有： 1： 可以考虑将蓝牙芯片uart口的tx pin在接到AP端的uart口的rx pin的同时也接到pc com口上的rx pin，同理将蓝牙芯片uart口上rx pin同时接到pc com上rx pin，这样可以通过pc上uart debug tool可以看到AP发送给蓝牙芯片的数据和蓝牙芯片送回来的数据。以检查串口收发数据的正确性。局限性是：由于目前pc com上的波特率不能设置太高，所以一般只能在低速的115200上进行调试。
2：在串口驱动添加/proc文件属性来动态的观察uart drivers的工作状况。

譬如在蓝牙串口出错时，我们可以命令：cat /proc/bt_debug来查看串口的如下信息：

a: uart controller的寄存器上下文

b: uart DMA rx buffer中是否还有剩余数据未通过tty_insert_flip_string_fixed_flag函数提交到tty io层 会导致bluedroid层收到一个不完整的数据包，但uart controller其实已经收到了一个完整的数据包

c: uart xmit circ_buf中是否还有剩余数据未能及时发送出去

这会导致蓝牙芯片收到一个不完整的hci包，从而导致蓝牙出错

d: 在proc的文件属性中，还可以添加关键的一些变量的值，这样检测出错时，这些是否正确。

譬如打印port.icount.rx，port.icount.tx，port.icount.overrun，port.icount.parity

port.icount.cts，port.tty->hw_stopped，port.tty->stopped等。

3： 内存数据查看工具：mu命令

该命令可以查看DMA tx buf和DMA rx buf中的数据内容，可以非常的方便检查数据收发是否正确

4： 有时在蓝牙芯片的reset，enable pin，32Khz，26Mhz等都正常的情况下，蓝牙的初始化还是未能正常完成，提示uart发送超时的话。

这个时候，就可以用示波器来测试下ap端的uart的cotroller的tx pin是否有波形发出来，如果有波形发送出来，

但蓝牙芯片段的tx pin没有任何回复波形，则基本可以断定是一下几种问题之一：

a：蓝牙电路上还有问题（请按上面的硬件check点，逐项检测）

b：蓝牙芯片的上电时序还有问题（请严格按芯片的datasheet上电时许规范来配置）

如果ap端的uart的cotroller的tx pin没有波形出来。那基本可以肯定，是如下问题之一：

a：硬件流控的问题（详细的见上面有关流控注意事项）

b：uart驱动的问题（不得不说，这个的调试要比其他驱动更具有挑战性）