BT_ uuid & profile & service映射关系描述

dupz11192023-11-08 18:01

基于Android P版本分析

BT UUID

我们针对device蓝牙连接过程中的一些流程进行分析，我们不针对常见的开启、扫描、绑定这3个操作进行分析，主要围绕这3个过程中所执行的一些逻辑，例如创建了哪些实例，实例的作用是什么等一些信息进行表述；

CachedBluetoothDevice

CachedBluetoothDevice 创建

我们知道，在BT扫描阶段发现了可见蓝牙设备之后，就会发送ACTION_FOUND广播来通知应用层，一般为Settings进程，Settings进程在接收到广播之后，就会触发SettingsLib中的BluetoothEventManager中的广播接收器，然后将消息发送给DeviceFoundHandler；

在接收到ACTION_FOUND广播中，同时会将扫描到的BluetoothDevice对象进行回调上报，在DeviceFoundHandler中会将BluetoothDevice封装成CachedBluetoothDevice实例；

CachedBluetoothDevice 详解

ini 复制代码 
CachedBluetoothDevice(Context context,
                      LocalBluetoothAdapter adapter,
                      LocalBluetoothProfileManager profileManager,
                      BluetoothDevice device) {
    mContext = context;
    mLocalAdapter = adapter;
    mProfileManager = profileManager;
    mAudioManager = context.getSystemService(AudioManager.class);
    mDevice = device;
    mProfileConnectionState = new HashMap<LocalBluetoothProfile, Integer>();
    fillData();
    mHiSyncId = BluetoothHearingAid.HI_SYNC_ID_INVALID;
}

CachedBluetoothDevice是BluetoothDevice在framework层中的一个缓存管理，用于描述BluetoothDevice的一些信息状态和操作方法；

在CachedBluetoothDevice构造方法中，持有了LocalBluetoothAdapter、LocalBluetoothProfileManager和AudioManager的实例引用；在该类中，大多数属性和方法都和BluetoothDevice实例有很大的关系；

mProfiles 服务集合

其中在该类中有一个比较主要的变量：mProfiles；

这个集合主要是用于维护BluetoothDevice中支持的服务对应的配置信息，每一个服务对应一个Profile，在framework中体现为LocalBluetoothProfile；

在连接device的时候，即对应CachedBluetoothDevice时，需要将CachedBluetoothDevice中维护的device对应的服务集合遍历进行启动并开启对应的状态机进行状态维护；

那这样就带来一个问题，Device支持的服务是如何定义的，手机端连接车机蓝牙时，如何得知车机具备哪些服务；

BT Profile_Service

首先，我们先看一下CachedBluetoothDevice中Profile集合的填充流程，通过流程，我们分析其中涉及到的一些概念；

Profile 加载

我们以车机设备为例，在开启蓝牙设备的时候，主要是进行AdapterService的初始化、连接操作以及其他各个类型的ProfileService的启动；

在Service启动之前，首先Bluedroid会上报蓝牙设备的UUID，确认该设备支持的Server集合；

然后紧接着才是各个Service的启动过程；我们以其中的一个Service为例，说明Service的启动、加载流程；

在A2dpSinkService连接过程中，在最后的逻辑中，A2dpSinkStateMachine的状态机进入了Pending状态，等待Bluedroid层的回调结果；

到了这一步，说明A2dpSinkService已经连接成功，状态机已经处于了Connected状态了。

当所有的Service（支持的ProfileService）都启动成功之后，Bluetooth状态机会进入BluetoothAdapter.OnState状态，之后就会进行Profile的加载保存，执行setBluetoothStateOn方法；

UUID

上述我们提及到了UUID的概念，UUID：Universally Unique Identifier，通用唯一识别码，由三部分组成，当前的日期和时间、时钟序列、全球唯一的IEEE设备识别号，UUID是根据一定算法，计算得到的一长串数字，这个数字的产生使用了多种元素，所以使得这串数字不会重复，每次生成都会产生不一样的序列，所以可以用来作为唯一标识；

对于蓝牙设备，每一个服务都有一个与之对应的UUID，在frameworks层中的定义在BluetoothUuid.java中，下面是我们常使用到的一些server对应的uuid的映射关系表；

Type UUID
AudioSink 0000110B
AudioSource 0000110A
AdvAudioDist 0000110D
HSP 00001108
HSP_AG 00001112
Handsfree 0000111E
Handsfree_AG 0000111F
AvrcpController 0000110E
AvrcpTarget 0000110C
ObexObjectPush 00001105
Hid 00001124
Hogp 00001812
PANU 00001115
NAP 00001116
BNEP 0000000f
PBAP_PCE 0000112e
PBAP_PSE 0000112f
MAP 00001134
MNS 00001133
MAS 00001132
SAP 0000112D
HearingAid 0000FDF0
DIP 00001200
BASE_UUID 00000000

蓝牙技术联盟SIG定义了UUID共用了一个基本的UUID：0000xxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB，共128位，为了进一步简化基本UUID，蓝牙技术联盟定义了一个16位的UUID，便于记忆和操作，其中xxxx部分不固定的，上述UUID后4位数字对应了该部分的值，也就是简化后的UUID；

RemoteDevice UUID

我们这边以RemoteDevice侧的UUID来分析一下，如何通过UUID来确定该RemoteDevice支持哪些Service；

测试设备：华为P40；

yaml 复制代码 
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice: Class: 5a020c
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice: UUID:
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   0000110a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00001105-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00001115-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00001116-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   0000112f-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00001112-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   0000111f-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00001132-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   00000000-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   11c8b310-80e4-4276-afc0-f81590b2177f
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   8ce255c0-200a-11e0-ac64-0800200c9a66
05-09 15:30:41.802  4764  4764 V CachedBluetoothDevice:   9664aa26-d76c-43ad-9775-d310f253a408
05-09 15:30:41.802  1297  1297 E CachedBluetoothDevice: updating profiles for dupz
  • class：BluetoothClass，指定了BluetoothDevice；
  • UUID：BluetoothDevice的唯一标识；
  • dupz：BluetoothDevice name；

上述的3个参数是关于Device基本信息或概念的描述；

UUID Server 映射关系
  • 0000110a -0000-1000-8000-00805f9b34fb：AudioSource；
  • 00001105 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：ObexObjectPush；
  • 00001115 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：PANU
  • 00001116 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：NAP
  • 0000112f -0000-1000-8000-00805f9b34fb：PBAP_PSE（Phonebook Access Server）
  • 00001112 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：HSP_AG（Headset AG）
  • 0000111f -0000-1000-8000-00805f9b34fb：Handsfree_AG（Handsfree Audio Gateway）
  • 00001132 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：MAS（Message Access Server）
  • 00000000 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：BASE_UUID
  • 11c8b310-80e4-4276-afc0-f81590b2177f：Vendor specific
  • 8ce255c0-200a-11e0-ac64-0800200c9a66：BluetoothChat，google提供的一个特定的UUID，属于Vendor specific
  • 9664aa26-d76c-43ad-9775-d310f253a408：Vendor specific
UUID Profile 映射关系

这个映射关系定义在LocalBluetoothProfileManager的updateProfiles方法中；

在这个方法中涉及到了两组UUID：RemoteDevice UUID和LocalDevice UUID，即手机和车机的UUID；

因为有一些服务连接中，存在C/S模式，那就需要保证两侧满足该模式，只要有一侧不支持或者两侧都不支持，那在连接过程中，该服务就不需要启动运行；

  • 绿色：BluetoothUuid常量值；
  • 蓝色：BluetoothUuid的父节点，只有在该父节点下的所有的子节点（BluetoothUuid）都满足（两侧）的情况下，才可以加载指定的Profile；
  • 红色：代表Profile与BluetoothUuid无关；

上述描述了Profile和UUid的映射关系；

LocalBluetoothProfile & BluetoothProfile 映射关系

LocalBluetoothProfile是一个接口，各种协议的封装者实现了该接口；

BluetoothProfile表示蓝牙配置文件的接口。蓝牙配置文件是适用于设备间蓝牙通信的无线接口规范。

LocalBluetoothProfile的实现依托于BluetoothProfile实现的；

LocalBluetoothProfile BluetoothProfile（Service） UUIDs
OppProfile - -
PbapServerProfile BluetoothPbap BluetoothUuid.HSP BluetoothUuid.Handsfree BluetoothUuid.PBAP_PCE
PanProfile BluetoothPan -
HidDeviceProfile BluetoothHidDevice -
HidProfile BluetoothHidHost -
A2dpSinkProfile BluetoothA2dpSink BluetoothUuid.AudioSource BluetoothUuid.AdvAudioDist
MapProfile BluetoothMap BluetoothUuid.MAP BluetoothUuid.MNS BluetoothUuid.MAS
HfpClientProfile BluetoothHeadsetClient BluetoothUuid.HSP_AG BluetoothUuid.Handsfree_AG
MapClientProfile BluetoothMapClient BluetoothUuid.MAP BluetoothUuid.MNS BluetoothUuid.MAS
PbapClientProfile BluetoothPbapClient BluetoothUuid.PBAP_PSE
SapProfile BluetoothSap BluetoothUuid.SAP

Service 集合确认

蓝牙模块定义了很多ProfileService，例如A2dpService、A2dpSinkService、HfpService等等；

但是蓝牙设备并不是需要支持全部的Service，例如蓝牙音响，只需要支持播放音频就可以，但是手机则需要支持文件传输功能、远程通话功能，这些Service的确定，依赖于UUID；

我们首先回顾之前的逻辑，在开启蓝牙之后，我们就会调用setAllProfileServiceStates方法去加载所有的service，这里的逻辑就是用于加载所有该蓝牙设备支持的service集合；

核心逻辑：getSupportedProfiles，这个方法返回了车机设备Bluetooth模块定义的支持的Service的集合；

Service profile google_value overlay_value value
A2dpService profile_supported_a2dp false false false
A2dpSinkService profile_supported_a2dp_sink true true true
HealthService profile_supported_hdp false false false
HeadsetService profile_supported_hs_hfp false false false
HeadsetClientService profile_supported_hfpclient true true true
HidHostService profile_supported_hid_host true true true
BluetoothOppService profile_supported_opp false true true
PanService profile_supported_pan false false false
BluetoothPbapService profile_supported_pbap false false false
GattService profile_supported_gatt true true
pbap_include_photos_in_vcard true true
pbap_use_profile_for_owner_vcard true true
BluetoothMapService profile_supported_map false false false
AvrcpTargetService profile_supported_avrcp_target false false
AvrcpControllerService profile_supported_avrcp_controller true true true
SapService profile_supported_sap false false
PbapClientService profile_supported_pbapclient true true true
MapClientService profile_supported_mapmce false false false
HidDeviceService profile_supported_hid_device false false
HearingAidService profile_supported_hearing_aid false false
enable_phone_policy false false
hfp_client_connection_service_enabled true true

上述的profile这些定义，都是在Bluetooth模块的AndroidManifest.xml中使用；

ini 复制代码 
<service
    android:process="@string/process"
    android:name=".mapclient.MapClientService"
    android:enabled="@bool/profile_supported_mapmce" >
    <intent-filter>
        <action android:name="android.bluetooth.IBluetoothMapClient" />
    </intent-filter>
</service>

例如MapClientService的标签中，属性enabled使用到了上述的定义，判断这个service是否能被系统实例化，如果能则为true，否则为false，默认为true；

同时也会在Config中使用，用于判断哪些Service是Bluetooth支持的；

scss 复制代码 
private static final ProfileConfig[] PROFILE_SERVICES_AND_FLAGS = {
    new ProfileConfig(HeadsetService.class, R.bool.profile_supported_hs_hfp,
                      (1 << BluetoothProfile.HEADSET)),
    new ProfileConfig(A2dpService.class, R.bool.profile_supported_a2dp,
                      (1 << BluetoothProfile.A2DP)),
    new ProfileConfig(A2dpSinkService.class, R.bool.profile_supported_a2dp_sink,
                      (1 << BluetoothProfile.A2DP_SINK)),
    new ProfileConfig(HidHostService.class, R.bool.profile_supported_hid_host,
                      (1 << BluetoothProfile.HID_HOST)),
    new ProfileConfig(HealthService.class, R.bool.profile_supported_hdp,
                      (1 << BluetoothProfile.HEALTH)),
    new ProfileConfig(PanService.class, R.bool.profile_supported_pan,
                      (1 << BluetoothProfile.PAN)),
    new ProfileConfig(GattService.class, R.bool.profile_supported_gatt,
                      (1 << BluetoothProfile.GATT)),
    new ProfileConfig(BluetoothMapService.class, R.bool.profile_supported_map,
                      (1 << BluetoothProfile.MAP)),
    new ProfileConfig(HeadsetClientService.class, R.bool.profile_supported_hfpclient,
                      (1 << BluetoothProfile.HEADSET_CLIENT)),
    new ProfileConfig(AvrcpTargetService.class, R.bool.profile_supported_avrcp_target,
                      (1 << BluetoothProfile.AVRCP)),
    new ProfileConfig(AvrcpControllerService.class,
                      R.bool.profile_supported_avrcp_controller,
                      (1 << BluetoothProfile.AVRCP_CONTROLLER)),
    new ProfileConfig(SapService.class, R.bool.profile_supported_sap,
                      (1 << BluetoothProfile.SAP)),
    new ProfileConfig(PbapClientService.class, R.bool.profile_supported_pbapclient,
                      (1 << BluetoothProfile.PBAP_CLIENT)),
    new ProfileConfig(MapClientService.class, R.bool.profile_supported_mapmce,
                      (1 << BluetoothProfile.MAP_CLIENT)),
    new ProfileConfig(HidDeviceService.class, R.bool.profile_supported_hid_device,
                      (1 << BluetoothProfile.HID_DEVICE)),
    new ProfileConfig(BluetoothOppService.class, R.bool.profile_supported_opp,
                      (1 << BluetoothProfile.OPP)),
    new ProfileConfig(BluetoothPbapService.class, R.bool.profile_supported_pbap,
                      (1 << BluetoothProfile.PBAP)),
    new ProfileConfig(HearingAidService.class, R.bool.profile_supported_hearing_aid,
                      (1 << BluetoothProfile.HEARING_AID))
};

判断条件：

ini 复制代码 
static void init(Context ctx) {
    if (ctx == null) {
        return;
    }
    Resources resources = ctx.getResources();
    if (resources == null) {
        return;
    }
​
    ArrayList<Class> profiles = new ArrayList<>(PROFILE_SERVICES_AND_FLAGS.length);
    for (ProfileConfig config : PROFILE_SERVICES_AND_FLAGS) {
        boolean supported = resources.getBoolean(config.mSupported);
        if (supported && !isProfileDisabled(ctx, config.mMask)) {
            Log.v(TAG, "Adding " + config.mClass.getSimpleName());
            profiles.add(config.mClass);
        }
        sSupportedProfiles = profiles.toArray(new Class[profiles.size()]);
    }
​
    mIsUserBuild = "user".equalsIgnoreCase(SystemProperties.get("ro.build.type","user"));
}
​
private static boolean isProfileDisabled(Context context, long profileMask) {
    final ContentResolver resolver = context.getContentResolver();
    final long disabledProfilesBitMask =
        Settings.Global.getLong(resolver, Settings.Global.BLUETOOTH_DISABLED_PROFILES, 0);
​
    return (disabledProfilesBitMask & profileMask) != 0;
}

其中根据profile的supported配置以及BLUETOOTH_DISABLED_PROFILES属性共同决定蓝牙设置是否支持该Service，最后通过startService的方法将sSupportedProfiles变量中保存的Service全部启动即可；

log分析：

yaml 复制代码 
05-09 15:30:18.648 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding A2dpSinkService
05-09 15:30:18.648 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding HidHostService
05-09 15:30:18.648 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding GattService
05-09 15:30:18.648 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding HeadsetClientService
05-09 15:30:18.649 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding AvrcpControllerService
05-09 15:30:18.649 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding SapService
05-09 15:30:18.649 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding PbapClientService
05-09 15:30:18.649 17508 17508 V AdapterServiceConfig: Adding BluetoothOppService

基本上和上面红色字体表述的Service对应，SapService没有确认为什么会启动，后续再分析一下；

Profile 集合确认

需要启动的Service集合确认完成，这个代表了车机侧需要启动的Service，但是并不代表启动的Service都需要运行，因为蓝牙功能的正常运行需要C/S的配合，即需要判断RemoteDevice支持哪些协议，client和Server两侧的Profile交叉重叠的才是真正需要运行的协议或者是功能；

我们通过从手机上抓取log可知车机蓝牙UUID：

less 复制代码 
05-11 19:12:06.400 31145 32227 I bt_btif_dm: btif_dm_search_services_evt index:0 uuid:0000111e-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-11 19:12:06.400 31145 32227 I bt_btif_dm: btif_dm_search_services_evt index:1 uuid:00001105-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-11 19:12:06.400 31145 32227 I bt_btif_dm: btif_dm_search_services_evt index:2 uuid:0000112d-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-11 19:12:06.400 31145 32227 I bt_btif_dm: btif_dm_search_services_evt index:3 uuid:0000110b-0000-1000-8000-00805f9b34fb
05-11 19:12:06.400 31145 32227 I bt_btif_dm: btif_dm_search_services_evt index:4 uuid:0000110e-0000-1000-8000-00805f9b34fb

车机蓝牙UUID：

  • 0000111e：Handsfree
  • 00001105：ObexObjectPush
  • 0000112d：SAP
  • 0000110b：AdvAudioDist
  • 0000110e：AvrcpController

手机蓝牙UUID：

  • 0000110a -0000-1000-8000-00805f9b34fb：AudioSource；
  • 00001105 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：ObexObjectPush；
  • 00001115 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：PANU
  • 00001116 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：NAP
  • 0000112f -0000-1000-8000-00805f9b34fb：PBAP_PSE（Phonebook Access Server）
  • 00001112 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：HSP_AG（Headset AG）
  • 0000111f -0000-1000-8000-00805f9b34fb：Handsfree_AG（Handsfree Audio Gateway）
  • 00001132 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：MAS（Message Access Server）
  • 00000000 -0000-1000-8000-00805f9b34fb：BASE_UUID
  • 11c8b310-80e4-4276-afc0-f81590b2177f：Vendor specific
  • 8ce255c0-200a-11e0-ac64-0800200c9a66：BluetoothChat，google提供的一个特定的UUID，属于Vendor specific
  • 9664aa26-d76c-43ad-9775-d310f253a408：Vendor specific

我们知道，在之前描述UUID和Profile映射关系的时候，有些Profile的确定是需要两侧（手机侧和车机侧）共同持有匹配的UUID组合，Profile才能被加载；

我们根据上述的两侧的UUID，来确定一下最终需要被加载的Profile；

Phone UUID Car UUID Local Profile Profile
0000111e（Handsfree） 0000111f（Handsfree_AG） HfpClientProfile BluetoothHeadsetClient
00001105（ObexObjectPush） OppProfile -
0000112d（SAP） SapProfile BluetoothSap
0000110a（AudioSource） 0000110b（AdvAudioDist） A2dpSinkProfile BluetoothA2dpSink
0000110e（AvrcpController） BluetoothAvrcpController

从log中提示，车机侧的Profile集合为：

arduino 复制代码 
New Profiles[HEADSET_CLIENT, A2DPSink, PAN, MAP Client, PbapClient]

这个是根据UUID匹配出来的Profile，但是实际加载的Profile却又是另一回事儿；

我们从图中可以看出，通过UUID匹配出来的是可支持的部分的Profiles，还不是真正的全部的Profile，因为有一部分Profile的加载不依赖BluetoothUUID，例如PbapClientProfile（电话簿），和真正开启的Profile是有本质区别的；

如上图，我们可以看出，提供可选择的开关：

  • 通话音频 -- HfpClientProfile&PbapClientProfile；
  • 媒体音频 -- AudioSink；
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