第 1章 低功耗藍牙簡介 1
1.1　概述　1
1.2　藍牙歷史版本介紹　1
1.2.1　藍牙1.1標準和1.2標準　1
1.2.2　藍牙2.0標準　2
1.2.3　藍牙2.1+EDR標準　2
1.2.4　藍牙3.0+HS標準　3
1.2.5　藍牙4.0標準　3
1.2.6　藍牙4.1標準　3
1.2.7　藍牙4.2標準　4
1.2.8　藍牙5.0標準　5
1.2.9　藍牙2016年技術藍圖　5
1.2.10　藍牙版本演進編年史　6
1.3　藍牙4.0概述　7
1.3.1　什么是藍牙4.0　7
1.3.2　藍牙4.0的架構　7
1.3.3　藍牙4.0協議增加的新特性　7
1.4　藍牙4.0核心架構分析　8
1.4.1　低功耗藍牙概述　8
1.4.2　核心系統架構　10
1.4.3　核心構架模塊介紹　13
1.5　基于Bluetooth 4.0的新應用　14
1.6　BLE、ZigBee和WiFi的介紹和選擇　16
1.6.1　ZigBee技術介紹　16
1.6.2　WiFi技術介紹　17
1.6.3　BLE、ZigBee和WiFi的選擇　17
第　2章 Android藍牙系統框架和代碼結構　19
2.1　概述　19
2.2　Application Framework　20
2.3　Bluetooth Process　21
2.4　Bluetooth JNI　21
2.5　Bluetooth HAL　21
2.6　Bluedroid Stack　21
2.7　Bluedroid的代碼結構分析　22
2.7.1　MAIN　22
2.7.2　BTA　23
2.7.3　BTIF　23
2.7.4　HCI　27
2.7.5　STACK　29
第3章　GKI模塊簡介　31
3.1　概述　31
3.2　GKI事件的原理　31
3.3　GKI主要數據結構　31
3.4　GKI管理的線程　35
3.5　線程相關主要函數　36
3.6　消息相關主要函數介紹　39
3.6.1　GKI_wait()函數　39
3.6.2　GKI_send_event()函數　41
3.6.3　GKI_send_msg()函數　42
3.6.4　GKI_read_mbox()函數　43
3.6.5　pthread_cond_wait()函數　43
3.7　動態內存池管理主要函數　44
第4章　Bluedroid的消息傳遞機制　45
4.1　概述　45
4.2　消息傳遞相關結構體的定義　46
4.3　消息的動態內存的獲取　46
4.4　消息的初始化及發送　49
4.5　消息的讀取和處理　51
4.6　消息的完整數據結構剖析　54
第5章　TASK簡介　57
5.1　概述　57
5.1.1　TASK之間的消息傳遞　57
5.1.2　事件的類型　58
5.2　TASK處理消息的流程　58
第6章　Bluedroid狀態機簡介　66
6.1　Profile狀態機介紹　66
6.2　Profile狀態機的結構設計　67
6.3　狀態機的注冊　69
6.4　狀態機的驅動力來源　70
6.5　Action函數列表　71
6.6　狀態機的狀態集合　72
6.7　Event處理函數介紹　74
第7章　HCI接口層簡介　76
7.1　概述　76
7.2　接口間的函數調用關系　76
7.3　bt_hc_if接口的定義和獲取　77
7.3.1　bt_hc_if接口定義　77
7.3.2　bt_hc_if接口的獲取　78
7.4　hc_callbacks函數集合的定義和注冊　78
7.4.1　hc_callbacks函數集合的定義　78
7.4.2　hc_callbacks函數集合的注冊　79
7.5　bluetoothHCLibInterface的init()函數介紹　80
7.6　libbt-vendor接口的獲取、初始化和使用　81
7.6.1　libbt-vendor的接口函數集合　81
7.6.2　libbt-vendor接口的獲取和使用　82
7.6.3　libbt-vendor的初始化　83
7.7　命令和數據的發送與接收　84
7.7.1　命令和數據的發送接口　84
7.7.2　命令處理結果和數據的接收接口　86
7.7.3　H4層接收解析函數的分析　89
7.8　HCI裸數據的分析　95
7.9　本章總結　96
第8章　L2CAP簡介　98
8.1　概述　98
8.2　L2CAP的組成部分和功能　99
8.2.1　L2CAP的兩個組成部分　99
8.2.2　L2CAP的功能　99
8.3　設備間的操作　100
8.3.1　操作模式　100
8.3.2　L2CAP連接類型　100
8.4　L2CAP數據包　100
8.4.1　L2CAP數據包格式　101
8.4.2　信號包格式　101
8.5　L2CAP的使用　102
8.6　LE數據包格式分析　102
8.7　L2CAP的CSM（Channel State Machine）介紹　104
8.7.1　子狀態機介紹　105
8.7.2　OPEN子狀態機處理函數　107
8.8　Profile在L2CAP的注冊和函數回調機制　111
8.8.1　Profile的注冊　111
8.8.2　Profile的注冊回調函數集合的回調機制　114
8.9　L2CAP的數據的發送和接收過程　115
8.9.1　數據的發送　115
8.9.2　數據的接收　116
第9章　Bluedroid的初始化流程　122
9.1　概述　122
9.2　協議棧的bluetoothInterface接口的獲取過程　122
9.3　打開藍牙的接口的調用　123
9.4　第 一階段：前期準備階段　124
9.5　第二階段：藍牙Firmware的加載階段　127
9.5.1　Firmware加載的總體思想　127
9.5.2　發起Firmware加載的入口　128
9.5.3　Firmware加載的過程　128
9.6　第三階段：后期初始化階段　131
9.6.1　底層協議棧的初始化　132
9.6.2　上層協議棧的初始化　136
第　10章 藍牙設備的掃描流程　145
10.1　概述　145
10.2　JNI層掃描入口和協議棧回調機制　145
10.2.1　掃描入口　145
10.2.2　回調機制　147
10.3　藍牙掃描流程的啟動過程　147
10.4　藍牙設備的Inquiry過程　152
10.5　藍牙設備的Discover過程　156
10.6　本章總結　158
第　11章 SMP簡介　160
11.1　什么是SMP　160
11.2　SM在Host側的位置　161
11.3　SMP的流程介紹　161
11.3.1　SM第 1階段—配對特征的交換　162
11.3.2　第 2階段—根據特征信息配對　165
11.3.3　第3階段—Key的分發過程　173
11.4　SMP協議包分析　173
11.5　問和答　175
第　12章 LE屬性協議簡介　177
12.1　概述　177
12.2　屬性的構成　177
12.3　屬性值的介紹　179
12.4　屬性數據庫的構建過程　180
12.4.1　Gatt Profile分層設計　180
12.4.2　Gatt Service的構建　181
12.4.3　特性的構建　182
12.5　獲取屬性數據庫的過程　183
12.5.1　GATT服務的獲取和設置過程　183
12.5.2　服務的查詢過程　188
12.5.3　包含服務、特性和特性描述的查詢過程　191
第　13章 LE屬性數據庫掃描過程的代碼分析　195
13.1　Discover過程的發起　195
13.2　主要服務的Discover過程　197
13.3　Discover過程回調函數的注冊過程　210
13.4　包含服務的Discover過程　211
13.5　特性的Discover過程　216
13.6　特性描述的Discover過程　218
13.7　Discover過程的結束　224
13.8　服務的上報過程　226
13.8.1　服務的查詢和發起上報過程　226
13.8.2　上報服務的回調函數的注冊過程　227
13.8.3　服務的上報過程　230
13.8.4　服務上報過程的日志分析　237
第　14章 低功耗藍牙HID設備的連接過程分析　242
14.1　概述　242
14.2　連接過程的發起　242
14.3　Hid服務的特性、特性描述的讀取和存儲　248
14.3.1　查詢和存儲過程　248
14.3.2　查詢結果列表和分析　252
14.4　連接過程的完成和輸入設備的創建　254
14.4.1　連接過程的完成和創建輸入設備　254
14.4.2　Hid按鍵的上報　257
第　15章 Find Me功能的實現　260
15.1　概述　260
15.2　Find Me功能的技術原理　260
15.3　Find Me功能的代碼實現　261
15.3.1　Find Me功能的觸發函數　261
15.3.2　BluetoothGatt接口的獲取　262
15.3.3　Hid設備列表的獲取　262
第　16章 低功耗藍牙電池服務和電量的讀取　264
16.1　概述　264
16.2　電量讀取和電量變化回調函數的注冊　264
16.3　電量讀取的發起和電量變化特性配置描述的設置　266
16.4　電池電量讀取的btsnoop數據解析　267
第　17章 LE設備接近配對的實現　269
17.1　概述　269
17.2　RSSI與LQI、接收距離之間的關系　270
17.3　接近配對的簡化實現　271
17.4　接近配對代碼示例　272
第　18章 基于LE廣播的無線電子設備的喚醒方法　275
18.1　概述　275
18.2　無線電子設備的喚醒的硬件原理　276
18.3　無線電子設備的喚醒的軟件實現　276
18.3.1　無線電子設備關機后喚醒的軟件邏輯實現　276
18.3.2　無線電子設備通電后喚醒的軟件邏輯實現　278
18.4　傳輸喚醒白名單列表和啟動喚醒功能的命令的定義　278
18.5　喚醒廣播包的數據格式　279
18.6　喚醒廣播包的處理邏輯　281
18.6.1　主機的處理邏輯　281
18.6.2　設備的廣播邏輯　282
18.7　喚醒廣播包的數據分析　283
第　19章 基于LE廣播的系統Recovery的操作實現　284
19.1　概述　284
19.2　小米電視和盒子的系統恢復模式的介紹　284
19.3　基于接收廣播按鍵信息的Recovery系統框架　285
19.4　廣播包按鍵信息的定義　286
19.5　進入Recovery的方法　286
19.6　按鍵廣播包的接收、解析和上報的代碼分析　287
第　20章 藍牙HID設備OTA升級的設計和實現　297
20.1　概述　297
20.2　Hid設備OTA升級總體流程設計　297
20.3　Hid設備OTA升級命令定義　298
20.4　Hid設備OTA升級的總體程序設計　305
20.4.1　總體設計　305
20.4.2　Kernel層Hidraw getReport()的實現過程　306
20.4.3　Kernel層Hidraw setReport()的實現過程　307
20.4.4　JNI層Hidraw getReport函數的實現　308
20.4.5　JNI層Hidraw setReport函數的實現　310
20.5　Java層OTA升級程序示例　312
20.6　Hidraw setReport、getReport命令的數據分析　320
第　21章 加速度傳感器在低功耗藍牙設備上的應用　325
21.1　概述　325
21.2　藍牙輸入相關子系統、G-Sensor子系統簡介　325
21.3　加速度傳感器設備的創建過程　326
21.3.1　Bluedroid發起的設備注冊過程　326
21.3.2　Kernel中Hid設備的創建過程　327
21.4　加速度傳感器的驅動注冊過程　330
21.5　Sensor數據從Bluedroid到傳感器驅動的傳輸過程　336
第　22章 LE系統快速更新連接參數的設計和實現　340
22.1　概述　340
22.2　更新連接參數的常規方法、快速更新連接參數碰到的困難及解決思路　343
22.2.1　更新連接參數的常規方法介紹　343
22.2.2　快速更新連接參數碰到的困難及解決思路　345
22.3　快速更新連接參數的實現及應用　345
22.3.1　快速更新連接參數的實現方法　345
22.3.2　快速更新連接參數在語音傳輸中的應用　348
第　23章 LE語音編解碼和傳輸　350
23.1　概述　350
23.2　音頻采集、處理和藍牙傳輸的軟硬件過程　351
23.3　ADPCM介紹　353
23.3.1　ADPCM的概念　353
23.3.2　ADPCM編碼框圖　354
23.4　遙控器語音傳輸的總體流程　354
23.5　主機端的語音數據的接收處理流程　356
23.5.1　傳統語音數據的接收處理流程　356
23.5.2　基于Hidraw接口的語音數據的接收處理流程　356
23.6　基于ADPCM的一種語音壓縮編碼數據的傳輸格式定義　357
23.6.1　語音壓縮編碼數據起始幀的定義　357
23.6.2　語音壓縮編碼數據楨的第 1部分定義　358
23.6.3　語音壓縮編碼數據楨其他部分定義　358
23.6.4　語音壓縮編碼數據結束幀的定義　358
23.6.5　完整語音壓縮編碼數據楨的格式定義　359
23.7　基于ADPCM的一種語音壓縮編碼數據的接收數據的格式解析　359
23.7.1　語音壓縮編碼數據起始幀的接收數據格式解析　359
23.7.2　語音壓縮編碼數據的數據幀的第 1幀的第 1部分的接收數據格式解析　360
23.7.3　語音壓縮編碼數據的數據幀第 2幀的第 1部分的接收數據格式解析　361
23.7.4　語音壓縮編碼數據結束幀的接收數據格式解析　362
23.8　基于Hidraw的語音壓縮編碼數據的接收和處理的代碼示例　362
23.8.1　/dev/hidrawX設備的尋找過程　362
23.8.2　ADPCM語音壓縮編碼數據的讀取和解碼的代碼示例　364
第　24章 開發工具　372
24.1　概述　372
24.2　Ellisys藍牙協議分析儀　372
24.3　Ellisys HCI分析　375
24.4　Ellisys頻譜分析　376
24.5　Ellisys時序和邏輯分析　377
24.6　Ellisys空中抓包　378
24.7　Ellisys組網分析　380
24.8　Ellisys集成化音頻分析　380
24.9　其他　381
第　25章 藍牙系統Bug分析　383
25.1　概述　383
25.2　內存操作越界引發藍牙重啟的一個Bug分析　384
25.2.1　內存操作越界Bug描述　384
25.2.2　內存操作越界引發藍牙重啟的Bug分析過程　385
25.3　系統IO繁忙時寫btsnoop日志效率低導致藍牙通信卡頓的Bug分析　389
25.3.1　寫btsnoop日志效率低的Bug描述　389
25.3.2　寫btsnoop日志效率低的Bug分析　389
25.3.3　Bug的解決方法　390
25.4　藍牙數據總線丟失數據導致藍牙重啟　391
25.4.1　導致藍牙重啟的Bug描述　391
25.4.2　導致藍牙重啟的日志分析　391
25.4.3　解決問題的方法　394
25.5　藍牙核心協議規范關于斷連接流程的設計缺陷　39
25.5.1　斷連接流程的設計缺陷引發的Bug描述　395
25.5.2　問題背景介紹　395
25.5.3　Bug分析過程　396
25.5.4　解決問題的方法　398