asterisk内核框架.docx
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asterisk内核框架
Asterisk内核框架
Asterisk是一个开源的pbx系统，在公开的资料中，很难找到asterisk内核系统的详细描述。
因此，很有必要写一篇内核框架的描述文档，作为内部培训文档，相互学习提高。
本文主要从三个层面来描述asterisk内核，即asterisk内核模块、内核启动过程、基本呼叫流程。
一、 asterisk内核模块
Asterisk由内部核心和外围动态可加载模块组成。
内部核心由以下六个部分组成：
PBX交换核心模块（PBXSwitchingCore）、调度和I/O管理模块（SchedulerandI/OManager）、应用调用模块（ApplicationLauncher）、编解码转换模块（CodecTranslator）、动态模块加载器模块（DynamicModuleLoader）和CDR生成模块（CDRCore）。
外围动态可加载模块包括以App_开始的Applications、以Func_开始的Functions、以Res_开始的Resources、以Chan_开始的channels、以Codec_开始的codec编解码模块等。
1. 内核模块
1） PBX交换核心模块（PBXSwitchingCore）：
l pbx.c
pbx.c是asterisk的核心模块，每路呼叫都需要经过它调度。
pbx实现了builtinapplications，也就是内置的应用，比如最常见的Answer,Hangup,Background,Wait等等。
structast_app是一个关键数据结构，它定义了注册builtinapplications的结构。
load_pbx函数用来注册builtinapplications和一些命令行CLI命令（每个模块都有些CLI命令）。
该函数在系统启动时被调用。
pbx_exec是Answer/BackGround/Busy/Goto/GotoIf/Hangup/Set等builtinapplications的执行入口函数，它被pbx_extension_helper调用。
ast_pbx_start函数是每路呼叫的起点。
2） 调度和I/O管理模块（SchedulerandI/OManager）：
l Channel.c:
Channel.c/channel.h定义了channel操作的结构体和接口函数。
structast_channel_tech结构体是所有channel都要用到的关键结构体，它定义channel操作的一系列回调函数指针，如call、hangup、answer等。
每个channel模块都会定义ast_channel_tech的实体，并将各自的回调函数赋值给它。
例如chan_sip.c中定义如下：
/*!
\briefDefinitionofthischannelforPBXchannelregistration*/
staticconststructast_channel_techsip_tech={
.type="SIP",
.description="SessionInitiationProtocol（SIP）",
.capabilities=（（AST_FORMAT_MAX_AUDIO<<1）-1）,
.properties=AST_CHAN_TP_WANTSJITTER|AST_CHAN_TP_CREATESJITTER,
.requester=sip_request_call,
.devicestate=sip_devicestate,
.call=sip_call,
.hangup=sip_hangup,
.answer=sip_answer,
.read=sip_read,
.write=sip_write,
.write_video=sip_write,
.indicate=sip_indicate,
.transfer=sip_transfer,
.fixup=sip_fixup,
.send_digit_begin=sip_senddigit_begin,
.send_digit_end=sip_senddigit_end,
.bridge=ast_rtp_bridge,
.send_text=sip_sendtext,
.func_channel_read=acf_channel_read,
};
ast_call、ast_hangup、ast_answer等函数分别实现ast_channel_tech中的call、hangup、answer等回调函数的调用。
structast_channel结构体定义了channel的上下文参数，它是每个参与呼叫的channel必不可少的，都会调用ast_channel_alloc来申请ast_channel。
l io.c
io.c实现了asterisk跟外部交互时的I/O管理，如chan_sip为了从外部接收SIP信令，调用ast_io_add添加IO接口，并调用ast_io_wait实现外部消息接收。
3） 应用调用模块（ApplicationLauncher）：
在pbx.c中定义了一系列的应用调用接口。
applications模块定义了application回调函数并注册后，在pbx.c中通过应用调用接口回调执行。
应用调用接口的关键函数是pbx_extension_helper，它执行dialplan，在cli上打印“Executing……”,并抛出amievent事件，同时调用pbx_exec执行application回调函数。
4） 编解码转换模块（CodecTranslator）：
Translate.c:
structast_translator：
编码转换描述结构体，它定义了编码转换的名称、回调函数、运行时选项。
structast_trans_pvt：
编码转换上下文描述结构体。
ast_register_translator：
编码转换注册接口函数，供各编码模块调用，注册structast_translator类型的结构体变量。
ast_unregister_translator：
编码转换注销函数
ast_translate：
编码转换的执行函数。
codec_gsm.c/codec_...：
对应各种编码的编解码执行模块，如g.711alaw/g.711ulaw/gsm等。
5） 动态模块加载器模块（DynamicModuleLoader）：
该模块主要是Module.h。
Module.h中定义了structast_module_info结构，用来保存各模块的注册、注销回调函数，以及模块描述信息。
load_module、unload_module，每个应用模块的注册、注销函数，由各个模块自行定义为static函数。
AST_MODULE_INFO_STANDARD：
注册接口、注销接口、模块描述信息等模块信息的登记接口。
它是一个宏定义，动态模块调用它时，首先定义类型为ast_module_info的__mod_info静态结构变量，保存模块信息，并定义__attribute__（（constructor））__reg_module和__attribute__（（destructor））__unreg_module，在程序启动和退出时调用。
6） CDR生成模块（CDRCore）：
Cdr.c:
ast_cdr_register：
cdrdriver注册，供cdr_mysql等调用，注册话单保存的回调函数。
ast_cdr_engine_init：
CDR模块初始化，注册cdrstatus、加载cdr.conf、启动CDR线程。
ast_cdr_detach：
产生话单的接口函数，呼叫结束时被调用。
2. 外围可加载模块：
1） Applications
以app_开始的模块，如app_dial.c、app_db.c、app_queue.c、app_record.c、app_meetme.c等，代码保存在apps目录中。
每个application模块都定义了load_module函数和unload_module函数，分别用来注册和注销application。
load_module函数调用ast_register_application函数，注册application命令，例如app_dial模块注册Dial：
res=ast_register_application（app,dial_exec,synopsis,descrip）。
unload_module函数调用ast_unregister_application函数，注销application命令。
每个application模块都会使用AST_MODULE_INFO_STANDARD宏来登记模块信息__mod_info。
AST_MODULE_INFO_STANDARD将load_module和unload_module注册为回调函数，供moduleload/unload/reload调用。
2） Channel
以chan_开始的模块，如chan_sip.c、chan_h323.c、chan_mgcp.c、chan_iax2.c、chan_zap.c等，对应代码保存在channels目录中。
channel注册、注销过程和application基本类似。
由于每个channel需要和外部交互，都会在load_module中启用do_monitor线程来侦听外部tcp/udp端口，接收外部消息。
每个channel也定义了各自的cli命令和Function命令，例如chan_sip定义了sipdebug/history/no/notify/prune/reload/set/show等cli命令和SIP_HEADER、CHECKSIPDOMAIN、SIPPEER、SIPCHANINFO等Function命令。
3） Functions
以Fun_开始的模块，例如Fun_db.c、func_moh.c、func_cdr.c等，对应代码保存在funcs目录中。
Function注册、注销过程也和application类似。
每个Function模块也定义了各自的Function命令，例如Fun_db.c就定义了DB、DB_EXISTS、DB_DELETE等Function命令。
二、 asterisk启动过程
主要就main函数讲解asterisk的启动过程：
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intc;
charfilename[80]="";
charhostname[MAXHOSTNAMELEN]="";
chartmp[80];
char*xarg=NULL;
intx;
FILE*f;
sigset_tsigs;
intnum;
intisroot=1;
char*buf;
char*runuser=NULL,*rungroup=NULL;
/*保存命令行参数（argv[]->_argv[]），以便程序重启时使用*/
/*Rememberoriginalargsforrestart*/
if（argc>sizeof（_argv）/sizeof（_argv[0]）-1）{
fprintf（stderr,"Truncatingargumentsizeto%d\n",（int）（sizeof（_argv）/sizeof（_argv[0]））-1）;
argc=sizeof（_argv）/sizeof（_argv[0]）-1;
}
for（x=0;x _argv[x]=argv[x];
_argv[x]=NULL;
if（geteuid（）!
=0）
isroot=0;
/*命令如果是rasterisk，设置AST_OPT_FLAG_NO_FORK和AST_OPT_FLAG_REMOTE标志位*/
/*iftheprognameisrasteriskconsideritaremoteconsole*/
if（argv[0]&&（strstr（argv[0],"rasterisk"））!
=NULL）{
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK|AST_OPT_FLAG_REMOTE）;
}
/*得到当前主机名,在启动时打印出来*/
if（gethostname（hostname,sizeof（hostname）-1））
ast_copy_string（hostname,"",sizeof（hostname））;
/*获取当前的进程标识*/
ast_mainpid=getpid（）;
/*建立mu-law和a-law转换表*/
ast_ulaw_init（）;
ast_alaw_init（）;
/*为FFT逆变换（傅立叶逆变换）做一些初始化,用于在zaptel里进行callerid的DTMF检测*/
callerid_init（）;
/*初始化内置命令的_full_cmd字符串，并注册常用命令，ast_builtins_init（）->ast_cli_register_multiple（）->ast_cli_register（）->__ast_cli_register（）*/
ast_builtins_init（）;
/*初始化base64转换*/
ast_utils_init（）;
/*tty/tdd初始化*/
tdd_init（）;
/*设置用户历史命令的保存路径*/
if（getenv（"HOME"））
snprintf（filename,sizeof（filename）,"%s/.asterisk_history",getenv（"HOME"））;
/*Checkforoptions*/
/*检查命令行的输入参数，匹配参数范围是“mtThfFdvVqprRgciInx:
U:
G:
C:
L:
M:
”，不同的参数输入走到不同的case分支处理。
有几个v,verbose级别就增加几*/
while（（c=getopt（argc,argv,"mtThfFdvVqprRgciInx:
U:
G:
C:
L:
M:
"））!
=-1）{
switch（c）{
#ifHAVE_WORKING_FORK
case'F':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_ALWAYS_FORK）;
break;
case'f':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK）;
break;
#endif
case'd':
option_debug++;
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK）;
break;
case'c':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK|AST_OPT_FLAG_CONSOLE）;
break;
case'n':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_COLOR）;
break;
case'r':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK|AST_OPT_FLAG_REMOTE）;
break;
case'R':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK|AST_OPT_FLAG_REMOTE|AST_OPT_FLAG_RECONNECT）;
break;
case'p':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_HIGH_PRIORITY）;
break;
case'v':
option_verbose++;
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_NO_FORK）;
break;
case'm':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_MUTE）;
break;
case'M':
if（（sscanf（optarg,"%d",&option_maxcalls）!
=1）||（option_maxcalls<0））
option_maxcalls=0;
break;
case'L':
if（（sscanf（optarg,"%lf",&option_maxload）!
=1）||（option_maxload<0.0））
option_maxload=0.0;
break;
case'q':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_QUIET）;
break;
case't':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_CACHE_RECORD_FILES）;
break;
case'T':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_TIMESTAMP）;
break;
case'x':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_EXEC）;
xarg=ast_strdupa（optarg）;
break;
case'C':
ast_copy_string（ast_config_AST_CONFIG_FILE,optarg,sizeof（ast_config_AST_CONFIG_FILE））;
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_OVERRIDE_CONFIG）;
break;
case'I':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_INTERNAL_TIMING）;
break;
case'i':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_INIT_KEYS）;
break;
case'g':
ast_set_flag（&ast_options,AST_OPT_FLAG_DUMP_CORE）;
break;
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