【android bluetooth 框架分析 02】【Module详解 5】【HciLayer 模块介绍】

1. 背景

我们在 gd_shim_module 介绍章节中，看到 我们将 HciLayer 模块加入到了 modules 中。

// system/main/shim/stack.cc
modules.add<hci::HciLayer>();

在 ModuleRegistry::Start 函数中我们对 加入的所有 module 挨个初始化。
而在该函数中启动一个 module 都要执行下面几步：

1. 创建module 实体

   • Module* instance = module->ctor_();

2. 将 当前 module 实体和 gd_stack_thread 线程绑定

   • set_registry_and_handler(instance, thread);

3. 启动当前模块所依赖的所有子模块。

   • instance->ListDependencies(&instance->dependencies_);
   • Start(&instance->dependencies_, thread);

4. 最后调用自己的 Start() 函数

   • instance->Start();

5. 将module 实体加入到 started_modules_

   • started_modules_[module] = instance;

本篇文章就拿 hal::HciLayer 模块来具体分析一下 他的启动。

2. modules.add

我们先来看一下 在调用 modules.add 时， 到底做了那些事情。

modules.add<hal::HciLayer>();

class ModuleList {friend Module;friend ModuleRegistry;public:template <class T>void add() {list_.push_back(&T::Factory); // add 时 添加的是 hal::HciLayer::Factory}private:std::vector<const ModuleFactory*> list_;
};

• 从代码中不难发现， 我们是将 hal::HciLayer::Factory 加入到 list_ 中的。

// system/gd/hci/hci_layer.cc
const ModuleFactory HciLayer::Factory = ModuleFactory([]() { return new HciLayer(); });// 这里在创建 ModuleFactory 对象时， 传入了一个 函数， 这个函数 去 new HciLayer 对象

• 这里在创建 ModuleFactory 对象时， 传入了一个 函数，但是并没有去调用这个函数。
  • 这个函数的目的是 去 new HciLayer 对象

class ModuleFactory {friend ModuleRegistry;friend FuzzTestModuleRegistry;public:ModuleFactory(std::function<Module*()> ctor);private:std::function<Module*()> ctor_;
};//  system/gd/module.cc
ModuleFactory::ModuleFactory(std::function<Module*()> ctor) : ctor_(ctor) {
}

• 在创建 ModuleFactory 对象时， 也仅仅是将 如下的函数赋值给了 ModuleFactory::ctor_ 函数指针。

[]() { return new HciLayer(); }

3. 模块具体启动流程

1. 创建module 实体

1. 创建module 实体
   • Module* instance = module->ctor_();

[]() { return new HciLayer(); }

• 这里就会去实际触发 该函数，去创建 HciLayer 对象。
• 也就是说， modules.addhal::HciLayer() 模块对应的 实体其实是HciLayer对象。

class HciLayer : public Module, public CommandInterface<CommandBuilder>
{}

• HciLayer 继承 Module 和 CommandInterface

2. 将 当前 module 实体和 gd_stack_thread 线程绑定

1. 将 当前 module 实体和 gd_stack_thread 线程绑定
   • set_registry_and_handler(instance, thread);

void ModuleRegistry::set_registry_and_handler(Module* instance, Thread* thread) const {instance->registry_ = this;instance->handler_ = new Handler(thread);
}

• 将我们的 gd_stack_thread 对应的 handle 直接保存在 Module->handler_ 中。

Handler* Module::GetHandler() const {ASSERT_LOG(handler_ != nullptr, "Can't get handler when it's not started");return handler_;
}

• 通过 Module::GetHandler() 来获取当前 handler_

3.启动当前模块所依赖的所有子模块

1. 启动当前模块所依赖的所有子模块。
   • instance->ListDependencies(&instance->dependencies_);
   • Start(&instance->dependencies_, thread);

// system/gd/hci/hci_layer.cc
void HciLayer::ListDependencies(ModuleList* list) const {list->add<hal::HciHal>();list->add<storage::StorageModule>();
}

• HciLayer 模块依赖 HciHal 模块和 StorageModule 模块。
• 而HciHal 模块 已经 在这之前启动了。
• 那这里就会去先加载 StorageModule 模块。
• 下一小节 专门来介绍 StorageModule 模块

4. 最后调用自己的 Start() 函数

1. 最后调用自己的 Start() 函数
   • instance->Start();

HciLayer::Start 函数是 HciLayer 类的启动函数，负责初始化 HCI 层。这一层位于 Host 层与 Controller 层之间，是上层协议（如 L2CAP）与底层硬件通信的桥梁。

它的作用是初始化 HCI 层（Host Controller Interface Layer），包括数据队列注册、事件处理器注册、与 HAL 层的连接、以及发送 HCI Reset 命令

// system/gd/hci/hci_layer.cc
void HciLayer::Start() {auto hal = GetDependency<hal::HciHal>(); // 获取 HAL 层的 HCI 接口（一般通过 HIDL 或 AIDL 提供）。impl_ = new impl(hal, *this); // 创建一个 impl 实例，这是 HciLayer 的内部实现类，封装了具体的逻辑。hal_callbacks_ = new hal_callbacks(*this); // 注册 HAL 层回调对象，用于接收底层 HCI 数据包。// 为三种数据通道注册出队回调（ACL, SCO, ISO）。Handler* handler = GetHandler(); // 获取 gd_stack_thread 对应的 handlerimpl_->acl_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_acl_ready)); // ACL (Asynchronous Connection-Less)：用于一般数据传输，如文件或音频流。impl_->sco_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_sco_ready)); // SCO (Synchronous Connection-Oriented)：用于语音数据（如通话）。impl_->iso_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_iso_ready)); // ISO (Isochronous)：用于 LE Audio 新协议的音频流。// 注册各种 HCI 事件的处理器// 车机与手机蓝牙握手过程的事件非常多，这里统一注册处理方式，保持事件驱动的异步架构。RegisterEventHandler(EventCode::COMMAND_COMPLETE, handler->BindOn(impl_, &impl::on_command_complete)); // 处理指令执行结果。RegisterEventHandler(EventCode::COMMAND_STATUS, handler->BindOn(impl_, &impl::on_command_status)); // 处理指令执行结果。RegisterLeMetaEventHandler(handler->BindOn(impl_, &impl::on_le_meta_event)); // 处理低功耗蓝牙相关事件（如连接完成、扫描结果）。RegisterEventHandler(EventCode::DISCONNECTION_COMPLETE, handler->BindOn(this, &HciLayer::on_disconnection_complete)); // 设备断开连接时触发。RegisterEventHandler(EventCode::READ_REMOTE_VERSION_INFORMATION_COMPLETE,handler->BindOn(this, &HciLayer::on_read_remote_version_complete)); // 读取远端设备版本信息（如芯片厂商、固件版本）// 对一些无需处理的事件直接丢弃。auto drop_packet = handler->BindOn(impl_, &impl::drop);RegisterEventHandler(EventCode::PAGE_SCAN_REPETITION_MODE_CHANGE, drop_packet);RegisterEventHandler(EventCode::MAX_SLOTS_CHANGE, drop_packet);// HAL 层一旦收到 HCI 数据包，就通过这个回调通知上层处理（异步机制）。hal->registerIncomingPacketCallback(hal_callbacks_);/* Sometimes HCI LE_SET_EVNET_MASK command may be sent before Bluetooth stack receives* HCI RESET CC event for previous HCI_RESET command.* This results into ASSERT in "waiting_command_(LE_SET_EVENT_MASK)!=opcode(RESET)"* when to handle HCI event in "handle_command_response", so that Bluetooth process raises* exception. */std::promise<void> reset_ready_promise;auto reset_ready_future = reset_ready_promise.get_future();// 发送 HCI Reset 命令，确保控制器状态清零EnqueueCommand(ResetBuilder::Create()/*构造一个 HCI Reset 命令*/, handler->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success, std::move(reset_ready_promise)));reset_ready_future.wait(); // 阻塞等待 Reset 成功，确保控制器已经准备就绪。/*有时控制器处于“残留状态”，例如上次未正常退出或发生断电重启。Reset 可确保蓝牙控制器进入一个可预测、干净的初始状态。比如车机冷启动过程中发送 Reset，可以避免某些手机连接不上或蓝牙设备状态异常。*/
}

模块	作用	实际应用场景（车机）
获取 HAL 依赖	建立与硬件通信的通道	启动蓝牙控制器，等待连接
注册数据通道	处理不同类型的蓝牙数据	音乐、语音、LE Audio
注册事件处理	响应蓝牙状态变更	设备连接、断开、扫描等
注册 HAL 回调	异步接收数据包	蓝牙数据实时上传上层
发送 Reset 命令	控制器初始化	避免“蓝牙失灵”、连接失败

1. 如何获取 hal 层接口

为什么 可以通过 GetDependency 就可以获取到 我们之前已经初始化完的 HciHal 模块？

auto hal = GetDependency<hal::HciHal>(); // 获取 HAL 层的 HCI 接口（一般通过 HIDL 或 AIDL 提供）。

// system/gd/hal/hci_hal_android_hidl.cc
const ModuleFactory HciHal::Factory = ModuleFactory([]() { return new HciHalHidl(); }); // 这里在创建 ModuleFactory 对象时， 传入了一个 函数， 这个函数 去 new HciHalHidl 对象// system/gd/module.h
class Module {template <class T>T* GetDependency() const {return static_cast<T*>(GetDependency(&T::Factory)); // 这里继续调用 GetDependency(&HciHal::Factory)}}// system/gd/module.cc
Module* Module::GetDependency(const ModuleFactory* module) const {/**  前面  HciLayer::ListDependencies 时，已经将 HciHal 加入到 HciLayer::dependencies_ 中了。*/for (auto& dependency : dependencies_.list_) {if (dependency == module) {return registry_->Get(module); // 这里的 registry_ 是谁？ 是在初始化模块时 通过 set_registry_and_handler 传入的 ModuleRegistry 对象}}ASSERT_LOG(false, "Module was not listed as a dependency in ListDependencies");
}// system/gd/module.cc
Module* ModuleRegistry::Get(const ModuleFactory* module) const {auto instance = started_modules_.find(module); // 最终是从 ModuleRegistry::started_modules_ 模块中找到已经初始化的模块ASSERT_LOG(instance != started_modules_.end(), "Request for module not started up, maybe not in Start(ModuleList)?");return instance->second;
}class Module {const ModuleRegistry* registry_; // 而这里的 registry_ 指向  初始化模块时传入的 ModuleRegistry 对象， 通过他就可以找到started_modules_
}

最终 Module::GetDependency(const ModuleFactory* module) 是通过 registry_ 获取到了 HciLayer， 那为何 可以通过 registry_ 可以获取？

// 1.  模块初始化时，会调用如下代码// system/gd/module.ccModule* ModuleRegistry::Start(const ModuleFactory* module, Thread* thread) {Module* instance = module->ctor_();LOG_INFO("Starting of %s", instance->ToString().c_str());last_instance_ = "starting " + instance->ToString();set_registry_and_handler(instance, thread); // 2. 将 ModuleRegistry 对象赋值给 模块的registry_ 中。 这样每一个初始化的模块， 就可以通过 registry_ 访问到 例如 started_modules_ 对象。LOG_INFO("Starting dependencies of %s", instance->ToString().c_str());instance->ListDependencies(&instance->dependencies_);Start(&instance->dependencies_, thread);LOG_INFO("Finished starting dependencies and calling Start() of %s", instance->ToString().c_str());instance->Start();start_order_.push_back(module);started_modules_[module] = instance; // 3. 只要 模块启动完成后， 都会将 模块实例化加入到 started_modules_ 中LOG_INFO("Started %s", instance->ToString().c_str());return instance;
}// system/gd/module.h
class ModuleRegistry {std::map<const ModuleFactory*, Module*> started_modules_;
}void ModuleRegistry::set_registry_and_handler(Module* instance, Thread* thread) const {instance->registry_ = this; // 这里 赋值给 registry_instance->handler_ = new Handler(thread);
}

2. 创建 HciLayer::impl 对象

// system/gd/hci/hci_layer.cc
struct HciLayer::impl {impl(hal::HciHal* hal, HciLayer& module) : hal_(hal), module_(module) {hci_timeout_alarm_ = new Alarm(module.GetHandler());}

• 在 构建impl 对象时， 我们只是创建了一个 hci_timeout_alarm_ 定时器， 但是并没有启动。
• 从 new Alarm(module.GetHandler()) 中，可以看到 定时器线程也是跑在 gd_stack_thread 线程中的。

3. 注册出队处理函数（数据通道绑定）

  // 为三种数据通道注册出队回调（ACL, SCO, ISO）。Handler* handler = GetHandler(); // 获取 gd_stack_thread 对应的 handlerimpl_->acl_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_acl_ready)); // ACL (Asynchronous Connection-Less)：用于一般数据传输，如文件或音频流。impl_->sco_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_sco_ready)); // SCO (Synchronous Connection-Oriented)：用于语音数据（如通话）。impl_->iso_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_iso_ready)); // ISO (Isochronous)：用于 LE Audio 新协议的音频流。

• 目的：为三种数据通道注册出队回调（ACL, SCO, ISO）。

• ACL (Asynchronous Connection-Less)：用于一般数据传输，如文件或音频流。

• SCO (Synchronous Connection-Oriented)：用于语音数据（如通话）。

• ISO (Isochronous)：用于 LE Audio 新协议的音频流。

实际场景：

• ACL：你在车机上播放手机的音乐就是通过 ACL 传输的 A2DP 数据。

• SCO：你在车里接电话，语音通过 SCO 通道实时传输。

• ISO：用于未来车机支持 LE Audio 的场景（低延迟高质量音频）。

这里 我们针对 acl 的队列 做介绍， 其他通道类似：

impl_->acl_queue_.GetDownEnd()->RegisterDequeue(handler, BindOn(impl_, &impl::on_outbound_acl_ready));void on_outbound_acl_ready() {auto packet = acl_queue_.GetDownEnd()->TryDequeue(); // 从 acl_queue_ 下行段 队列中，出一个包std::vector<uint8_t> bytes;BitInserter bi(bytes);packet->Serialize(bi); // 包经过 序列化后，调用 hal 层发送函数，发送hal_->sendAclData(bytes); }

• 上面代码的含义是 为 ACL 数据发送队列的“下行端”注册一个出队回调函数，当队列有数据准备好可以发送时，on_outbound_acl_ready 就会被调用，进而将数据通过 HCI 发送到底层蓝牙控制器。 请看对于 BidiQueue、BidiQueueEnd、Queue介绍

• hal_->sendAclData(bytes)

// system/gd/hal/hci_hal_android_hidl.ccvoid sendAclData(HciPacket packet) override {// 将我们 发送的内容通过 btsnoop 记录下来btsnoop_logger_->Capture(packet, SnoopLogger::Direction::OUTGOING, SnoopLogger::PacketType::ACL);if (common::init_flags::btaa_hci_is_enabled()) {btaa_logger_->Capture(packet, SnoopLogger::PacketType::ACL);}bt_hci_->sendAclData(packet); // 这里直接调用 hidl 的接口，直接返送给 hal 进程。}// bt_hci_ 是获取到的 hal 服务
bt_hci_ = IBluetoothHci_1_0::getService(instance);

4. 注册各种 HCI 事件的处理器

在 Start() 函数中有如下代码，

  // 车机与手机蓝牙握手过程的事件非常多，这里统一注册处理方式，保持事件驱动的异步架构。RegisterEventHandler(EventCode::COMMAND_COMPLETE, handler->BindOn(impl_, &impl::on_command_complete)); // 处理指令执行结果。RegisterEventHandler(EventCode::COMMAND_STATUS, handler->BindOn(impl_, &impl::on_command_status)); // 处理指令执行结果。RegisterLeMetaEventHandler(handler->BindOn(impl_, &impl::on_le_meta_event)); // 处理低功耗蓝牙相关事件（如连接完成、扫描结果）。RegisterEventHandler(EventCode::DISCONNECTION_COMPLETE, handler->BindOn(this, &HciLayer::on_disconnection_complete)); // 设备断开连接时触发。RegisterEventHandler(EventCode::READ_REMOTE_VERSION_INFORMATION_COMPLETE,handler->BindOn(this, &HciLayer::on_read_remote_version_complete)); // 读取远端设备版本信息（如芯片厂商、固件版本）// 对一些无需处理的事件直接丢弃。auto drop_packet = handler->BindOn(impl_, &impl::drop);RegisterEventHandler(EventCode::PAGE_SCAN_REPETITION_MODE_CHANGE, drop_packet);RegisterEventHandler(EventCode::MAX_SLOTS_CHANGE, drop_packet);

1. RegisterEventHandler

void HciLayer::RegisterEventHandler(EventCode event, ContextualCallback<void(EventView)> handler) {CallOn(impl_, &impl::register_event, event, handler);
}

  void register_event(EventCode event, ContextualCallback<void(EventView)> handler) {event_handlers_[event] = handler;}std::map<EventCode, ContextualCallback<void(EventView)>> event_handlers_;

• event_handlers_ 是一个 map 类型， RegisterEventHandler 目的就是向 这个 map 中， 根据不同的事件类型，注册不同的回调函数。
• 既然有注册的地方，那该如何使用它？

1. 如何使用 event_handlers_

// 在 HciLayer::Start() 方法中，会向 hal 注册这个回调， 当hal 进程有数据上来时，就会回调到 hal_callbacks_ 对象。
hal_callbacks_ = new hal_callbacks(*this);hal->registerIncomingPacketCallback(hal_callbacks_);

// system/gd/hci/hci_layer.cc// 下面是HciLayer::hal_callbacks 的定义
struct HciLayer::hal_callbacks : public hal::HciHalCallbacks {...void hciEventReceived(hal::HciPacket event_bytes) override {auto packet = packet::PacketView<packet::kLittleEndian>(std::make_shared<std::vector<uint8_t>>(event_bytes));EventView event = EventView::Create(packet);module_.CallOn(module_.impl_, &impl::on_hci_event, move(event)); // 这里会触发调用 on_hci_event }...
};

// system/gd/hci/hci_layer.ccvoid on_hci_event(EventView event) {...event_handlers_[event_code].Invoke(event); // 根据 event, 调用不同的 回调
}

1. 我们首先会向 hidl 进程中注册 回调。
2. 当 hidl 中上来数据时，会去调用 协议栈中的回调。 进而根据 不同的事件，调用不同的处理函数。

2. 都注册了那些事件和回调

EventCode::COMMAND_COMPLETE                                  impl::on_command_completeEventCode::COMMAND_STATUS                                    impl::on_command_statusEventCode::DISCONNECTION_COMPLETE                            HciLayer::on_disconnection_completeEventCode::READ_REMOTE_VERSION_INFORMATION_COMPLETE          HciLayer::on_read_remote_version_completeEventCode::PAGE_SCAN_REPETITION_MODE_CHANGE                  impl::dropEventCode::MAX_SLOTS_CHANGE                                  impl::dropEventCode::LE_META_EVENT                                     impl::on_le_meta_event

5. 向 hal 模块注册 回调

hal->registerIncomingPacketCallback(hal_callbacks_);

当 hal 层收到 数据时，就会触发对应的回调。

// system/gd/hci/hci_layer.ccstruct HciLayer::hal_callbacks : public hal::HciHalCallbacks {hal_callbacks(HciLayer& module) : module_(module) {}void hciEventReceived(hal::HciPacket event_bytes) override {...}void aclDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {}void scoDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {...}void isoDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {...}HciLayer& module_;
};

• 上面 hciEventReceived 已经在前面分析过了， 暂不赘述

1. aclDataReceived

void aclDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {auto packet = packet::PacketView<packet::kLittleEndian>(std::make_shared<std::vector<uint8_t>>(move(data_bytes)));auto acl = std::make_unique<AclView>(AclView::Create(packet));module_.impl_->incoming_acl_buffer_.Enqueue(move(acl), module_.GetHandler());}

请先阅读 这篇，即可理解 上述代码的含义BidiQueue、BidiQueueEnd、Queue介绍

2. scoDataReceived

  void scoDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {auto packet = packet::PacketView<packet::kLittleEndian>(std::make_shared<std::vector<uint8_t>>(move(data_bytes)));auto sco = std::make_unique<ScoView>(ScoView::Create(packet));module_.impl_->incoming_sco_buffer_.Enqueue(move(sco), module_.GetHandler());}

和 aclDataReceived 类似，不再赘述

3.isoDataReceived

  void isoDataReceived(hal::HciPacket data_bytes) override {auto packet = packet::PacketView<packet::kLittleEndian>(std::make_shared<std::vector<uint8_t>>(move(data_bytes)));auto iso = std::make_unique<IsoView>(IsoView::Create(packet));module_.impl_->incoming_iso_buffer_.Enqueue(move(iso), module_.GetHandler());}

和 aclDataReceived 类似，不再赘述

6. 发送 reset 命令

有时控制器处于“残留状态”，例如上次未正常退出或发生断电重启。Reset 可确保蓝牙控制器进入一个可预测、干净的初始状态。
比如车机冷启动过程中发送 Reset，可以避免某些手机连接不上或蓝牙设备状态异常。

std::promise<void> reset_ready_promise;auto reset_ready_future = reset_ready_promise.get_future();EnqueueCommand(ResetBuilder::Create(), handler->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success, std::move(reset_ready_promise)));reset_ready_future.wait();

1. EnqueueCommand

• 我们重点看一下 EnqueueCommand 函数
• 外部其他模块，也是通过 调用 EnqueueCommand 来发送命令的。

void HciLayer::EnqueueCommand(unique_ptr<CommandBuilder> command, ContextualOnceCallback<void(CommandCompleteView)> on_complete) {CallOn(impl_, &impl::enqueue_command<CommandCompleteView>, move(command), move(on_complete));
}void HciLayer::EnqueueCommand(unique_ptr<CommandBuilder> command, ContextualOnceCallback<void(CommandStatusView)> on_status) {CallOn(impl_, &impl::enqueue_command<CommandStatusView>, move(command), move(on_status));
}

EnqueueCommand 函数有两个实现， 那这里 应该调用那个？如何区分。 关键在 EnqueueCommand 函数的 第二个参数的签名。

EnqueueCommand(ResetBuilder::Create(), handler->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success, std::move(reset_ready_promise)));

• handler->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success, std::move(reset_ready_promise))
• fail_if_reset_complete_not_success

static void fail_if_reset_complete_not_success(std::promise<void> reset_ready_promise, CommandCompleteView complete) {auto reset_complete = ResetCompleteView::Create(complete);ASSERT(reset_complete.IsValid());ASSERT(reset_complete.GetStatus() == ErrorCode::SUCCESS);reset_ready_promise.set_value();
}

• fail_if_reset_complete_not_success 函数和 CommandCompleteView 相关。
• 所以这里调用的应该是

void HciLayer::EnqueueCommand(unique_ptr<CommandBuilder> command, ContextualOnceCallback<void(CommandCompleteView)> on_complete) {CallOn(impl_, &impl::enqueue_command<CommandCompleteView>, move(command), move(on_complete));
}

还有一种 办法可以区分：

你可以从 ResetBuilder::Create() 构造出来的命令对应的是哪类 HCI 命令来判断。

• 如果这个 HCI 命令会返回 Command Complete 事件，那就会调用第一个版本。
• 如果它只返回 Command Status，那就是第二个版本。

1. enqueue_command

template <typename TResponse>void enqueue_command(unique_ptr<CommandBuilder> command, ContextualOnceCallback<void(TResponse)> on_response) {command_queue_.emplace_back(move(command), move(on_response));send_next_command();}

• 将 命令 和 回调 加入到了 command_queue_ 中
• 调用 send_next_command 发送出去

2. CommandQueueEntry

如何进一步理解如下代码的含义：

command_queue_.emplace_back(move(command), move(on_response));

list::emplace_back 是 C++11 引入的一个 STL 容器成员函数，它用于在 std::list 的 尾部 直接构造一个元素，比 push_back 更高效，特别适用于构造开销大的对象。

std::list<CommandQueueEntry> command_queue_;

• 而 command_queue_ 是一个 CommandQueueEntry 类似的 list.
• 简单点说就是 创建了一个 CommandQueueEntry 对象。加入 command_queue_ 队列中。

传入的参数是：

• ResetBuilder::Create() 赋值给 CommandQueueEntry::command
• handler->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success, std::move(reset_ready_promise)) 赋值给 CommandQueueEntry::on_complete

class CommandQueueEntry {public:CommandQueueEntry(unique_ptr<CommandBuilder> command_packet, ContextualOnceCallback<void(CommandCompleteView)> on_complete_function): command(move(command_packet)), waiting_for_status_(false), on_complete(move(on_complete_function)) {}CommandQueueEntry(unique_ptr<CommandBuilder> command_packet, ContextualOnceCallback<void(CommandStatusView)> on_status_function): command(move(command_packet)), waiting_for_status_(true), on_status(move(on_status_function)) {}unique_ptr<CommandBuilder> command;unique_ptr<CommandView> command_view;bool waiting_for_status_;ContextualOnceCallback<void(CommandStatusView)> on_status;ContextualOnceCallback<void(CommandCompleteView)> on_complete;template <typename TView>ContextualOnceCallback<void(TView)>* GetCallback() {return nullptr;}template <>ContextualOnceCallback<void(CommandStatusView)>* GetCallback<CommandStatusView>() {return &on_status;}template <>ContextualOnceCallback<void(CommandCompleteView)>* GetCallback<CommandCompleteView>() {return &on_complete;}
};

从上面就可以看到，  fail_if_reset_complete_not_success 函数是通过 调用 CommandQueueEntry::GetCallback<CommandCompleteView>()  而触发的。

学习这个类，主要就是 要看清楚 fail_if_reset_complete_not_success 是如何被触发的。

3.send_next_command

我们继续分析 发送 函数 send_next_command

  void send_next_command() {/*command_credits_ 是一个“令牌”机制，用来控制当前是否可以发起新命令（通常 HCI 层只允许同时处理一个命令）.如果没有剩余 credit，则直接返回，不发送命令。*/if (command_credits_ == 0) {return;}// 如果已经有一个命令在等待 Command Complete 或 Command Status，则不应继续发送。// waiting_command_ 表示当前挂起命令的 OpCodeif (waiting_command_ != OpCode::NONE) {return;}// 如果没有任何命令排队，也无需继续执行，直接返回if (command_queue_.size() == 0) {return;}// 创建一个共享的字节缓冲区，承载序列化后的命令数据// 使用 shared_ptr 可能是因为这个缓冲区会跨多个异步处理生命周期std::shared_ptr<std::vector<uint8_t>> bytes = std::make_shared<std::vector<uint8_t>>();// BitInserter 是一个工具类，负责将 HCI 命令按比特插入到 bytes 缓冲区中BitInserter bi(*bytes);// 从队首取出一个命令对象并序列化到 bytes 缓冲区中// command 是一个实现了 Serialize() 的对象，代表某种 HCI 命令（如 Reset, Read Buffer Size, 等）command_queue_.front().command->Serialize(bi); hal_->sendHciCommand(*bytes); // 通过底层的 HAL 层发送 HCI 命令数据, 实际会通过 UART/USB/SDIO 接口发到蓝牙芯片// 把发送出去的字节缓冲区封装为一个 CommandView 对象, 这个对象可以用来获取 OpCode、参数字段等信息auto cmd_view = CommandView::Create(PacketView<kLittleEndian>(bytes));ASSERT(cmd_view.IsValid());OpCode op_code = cmd_view.GetOpCode(); // 获取该命令对应的 OpCode（操作码），用于后续识别是哪条命令// 将刚构造好的 CommandView 保存到队首元素中，方便后续处理 CommandComplete 时查找上下文command_queue_.front().command_view = std::make_unique<CommandView>(std::move(cmd_view));// 这些是调试日志或统计用途的// 记录此命令被发送的行为与初始状态（如 pairing 命令的状态）log_link_layer_connection_command(command_queue_.front().command_view);log_classic_pairing_command_status(command_queue_.front().command_view, ErrorCode::STATUS_UNKNOWN);// 设置当前等待响应的命令为此 op_code，防止并发发命令waiting_command_ = op_code;// 消费掉 credit// 表示当前只能发一个命令，在收到 CommandComplete 前不允许发下一个command_credits_ = 0;  // Only allow one outstanding command// 设置 HCI 命令超时定时器if (hci_timeout_alarm_ != nullptr) {// 定时器超时时会调用 on_hci_timeout()，说明命令迟迟没有返回（可能设备失联）hci_timeout_alarm_->Schedule(BindOnce(&impl::on_hci_timeout, common::Unretained(this), op_code), kHciTimeoutMs);} else {LOG_WARN("%s sent without an hci-timeout timer", OpCodeText(op_code).c_str());}}

此时我们已经将 reset cmd 发送给了 controler.

1. 回复成功

假设我们将 reset cmd 发送给了 ， controller. 并且成功处理， 上报一个完成事件。

此时就会回调到, 之前我们注册好的 on_command_complete 函数中。

RegisterEventHandler(EventCode::COMMAND_COMPLETE, handler->BindOn(impl_, &impl::on_command_complete));

  // 接收到 Command Complete 事件后调用此函数。void on_command_complete(EventView event) {// 内部调用了模板函数 handle_command_response，并传入 CommandCompleteView 类型作为视图解析器，以及 "complete" 日志标识符handle_command_response<CommandCompleteView>(event, "complete");}// 这是模板函数，既用于处理 CommandComplete，也可用于 CommandStatustemplate <typename TResponse>void handle_command_response(EventView event, std::string logging_id) {// 调用对应类型（如 CommandCompleteView）的 Create() 静态方法，基于原始事件数据构建响应视图对象TResponse response_view = TResponse::Create(event);ASSERT(response_view.IsValid());// 获取 Controller 返回的“命令信用额度”，表明 Controller 目前还能接收多少个新命令// 通常 Bluetooth Controller 只允许一个命令并发（也就是 credit=1），此值会用于决定是否可以继续发下一个命令command_credits_ = response_view.GetNumHciCommandPackets();// 从响应中提取操作码（OpCode），用来判断这个响应是对应哪个命令OpCode op_code = response_view.GetCommandOpCode();if (op_code == OpCode::NONE) {// 如果没有合法的 OpCode，说明响应无效（可能是非命令事件），直接尝试发送下一个命令// 通常不会发生，可能用于容错处理send_next_command();return;}bool is_status = logging_id == "status"; // 根据传入参数判断当前处理的是 status 事件还是 complete 事件// 如果没有命令正在等待响应（但 Controller 发回了事件），说明程序逻辑错误，直接崩溃退出（DEBUG 模式）,表示出现“不该收到”的响应ASSERT_LOG(!command_queue_.empty(), "Unexpected %s event with OpCode 0x%02hx (%s)", logging_id.c_str(), op_code,OpCodeText(op_code).c_str());// 如果正在等待 CONTROLLER_DEBUG_INFO 命令的响应，但收到的是其它 OpCode，说明前一个命令已经超时, 打日志并丢弃此次响应if (waiting_command_ == OpCode::CONTROLLER_DEBUG_INFO && op_code != OpCode::CONTROLLER_DEBUG_INFO) {LOG_ERROR("Discarding event that came after timeout 0x%02hx (%s)", op_code, OpCodeText(op_code).c_str());return;}// 确保我们收到的响应的 OpCode 与当前挂起的命令一致ASSERT_LOG(waiting_command_ == op_code, "Waiting for 0x%02hx (%s), got 0x%02hx (%s)", waiting_command_,OpCodeText(waiting_command_).c_str(), op_code, OpCodeText(op_code).c_str());// 判断是否是 vendor-specific 命令 + 处理兼容性bool is_vendor_specific = static_cast<int>(op_code) & (0x3f << 10);CommandStatusView status_view = CommandStatusView::Create(event);// 处理某些厂商命令特殊场景 —— 例如明明期望的是 CommandComplete，但 Controller 返回了 CommandStatus 且为 UNKNOWN_HCI_COMMAND 错误if (is_vendor_specific && (is_status && !command_queue_.front().waiting_for_status_) &&(status_view.IsValid() && status_view.GetStatus() == ErrorCode::UNKNOWN_HCI_COMMAND)) {/*这个复杂条件的意思是：收到的是 CommandStatus；当前命令期待的是 CommandComplete（而不是 Status）；并且这个命令是厂商命令；并且响应表示“不支持该命令”。*/// 这种情况下，系统构造一个“空”的 CommandCompleteView 对象，模拟后续 CommandComplete 的回调CommandCompleteView command_complete_view = CommandCompleteView::Create(EventView::Create(PacketView<kLittleEndian>(std::make_shared<std::vector<uint8_t>>(std::vector<uint8_t>()))));// 这里调用 CommandQueueEntry::GetCallback()->Invoke(), 触发调用回调， 例如调用 fail_if_reset_complete_not_successcommand_queue_.front().GetCallback<CommandCompleteView>()->Invoke(move(command_complete_view));} else {// 正常回调处理路径, 如果不是特殊兼容路径，就会执行这段逻辑:// 先确认事件类型是否与期望匹配（等待 status 结果就应该收到 status）；ASSERT_LOG(command_queue_.front().waiting_for_status_ == is_status,"0x%02hx (%s) was not expecting %s event",op_code,OpCodeText(op_code).c_str(),logging_id.c_str());// 然后调用之前注册的 callback，这里调用 CommandQueueEntry::GetCallback()->Invoke(), 触发调用回调， 例如调用 fail_if_reset_complete_not_success// 传入解析好的 response_viewcommand_queue_.front().GetCallback<TResponse>()->Invoke(move(response_view));}// 响应处理完毕，移除命令队首元素command_queue_.pop_front();// 清空当前等待命令状态，表示可以继续发下一个命令waiting_command_ = OpCode::NONE;if (hci_timeout_alarm_ != nullptr) {// 命令已经响应，不需要再等超时, 取消超时定时hci_timeout_alarm_->Cancel();send_next_command(); // 启动 send_next_command()，继续处理队列中下一个命令}}

2. 超时处理

假如 我们发送的命令，controller 没有响应， 此时就会触发超时。

• 参数 op_code：表示哪个 HCI 命令超时了
• 这是一个 错误处理路径，系统会执行一系列恢复操作（清空队列、尝试 Reset、计划 Abort 等）

  void on_hci_timeout(OpCode op_code) {// 打印当前 Stopwatch 记录的日志，方便定位哪个命令耗时太久// StopWatch 一般用于测量命令执行耗时，有助于调试common::StopWatch::DumpStopWatchLog();// 打印错误日志，指明哪个命令（OpCode）超时。LOG_ERROR("Timed out waiting for 0x%02hx (%s)", op_code, OpCodeText(op_code).c_str());// TODO: LogMetricHciTimeoutEvent(static_cast<uint32_t>(op_code));// 打日志，提示即将清空命令队列LOG_ERROR("Flushing %zd waiting commands", command_queue_.size());// Clear any waiting commands (there is an abort coming anyway)command_queue_.clear(); // 清空命令队列（因为这些命令都已经没用了）；command_credits_ = 1; // 重置 controller 的命令 credit（假定为 1，防止系统不再发命令）waiting_command_ = OpCode::NONE; // 清除 waiting_command_，代表当前没有挂起的命令了// 构造同步机制，用于后续执行 Reset 命令，并等待其完成std::promise<void> reset_ready_promise;auto reset_ready_future = reset_ready_promise.get_future();// 构建一个 ControllerDebugInfo 命令（此处当作重置使用）// 注册一个回调函数 fail_if_reset_complete_not_success, 回调函数内部会在命令响应时调用 reset_ready_promise.set_value()，通知主线程继续enqueue_command(ControllerDebugInfoBuilder::Create(), module_.GetHandler()->BindOnce(&fail_if_reset_complete_not_success,std::move(reset_ready_promise)));// 主线程等待 Reset 命令执行完成, 如果 controller 死机或无法响应，这里可能会卡住（但通常有超时机制）reset_ready_future.wait();// Don't time out for this one;if (hci_timeout_alarm_ != nullptr) {// 如果之前设置了超时定时器，取消并释放资源, 避免出现“多个命令并发计时”的逻辑错误hci_timeout_alarm_->Cancel();delete hci_timeout_alarm_;hci_timeout_alarm_ = nullptr;}if (hci_abort_alarm_ == nullptr) {// 设置一个新的 abort 计时器，用于处理 Reset 后依然无法恢复的场景hci_abort_alarm_ = new Alarm(module_.GetHandler());// abort_after_time_out() 是终极恢复逻辑，可能会导致整个 Bluetooth Stack 重启hci_abort_alarm_->Schedule(BindOnce(&abort_after_time_out, op_code), kHciTimeoutRestartMs);} else {// 如果已经存在 abort 计时器，记录警告日志LOG_WARN("Unable to schedul abort timer");}}

static void abort_after_time_out(OpCode op_code) {bluetooth::os::LogMetricHciTimeoutEvent(static_cast<uint32_t>(op_code));ASSERT_LOG(false, "Done waiting for debug information after HCI timeout (%s)", OpCodeText(op_code).c_str());
}

• 一旦进入 abort_after_time_out ， 协议栈直接 crash. 退出

5.将module 实体加入到 started_modules_

1. 将module 实体加入到 started_modules_
   • started_modules_[module] = instance;