asterisk核心框架

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(PBX Switching Core)、调度和I/O管理模块(Scheduler and I/O Manager)、应用调用模块(Application Launcher)、编解码转换模块(Codec Translator)、动态模块加载器模块(Dynamic Module Loader)和CDR生成模块(CDR Core)。

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(PBX Switching Core)：l pbx.cpbx.c是asterisk的核心模块，每路呼叫都需要经过它调度。

pbx实现了builtin applications，也就是内置的应用，比如最常见的Answer,Hangup, Background,Wait等等。

struct ast_app是一个关键数据结构，它定义了注册builtin applications的结构。

load_pbx函数用来注册builtin applications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builtin applications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(Scheduler and I/O Manager)：l Channel.c:Channel.c/channel.h定义了channel操作的结构体和接口函数。

struct ast_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：/*! \brief Definition of this channel for PBX channel registration */static const struct ast_channel_tech sip_tech = {.type = "SIP",.description = "Session Initiation Protocol (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。

struct ast_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.cio.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(Application Launcher)：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ami event事件，同时调用pbx_exec执行application回调函数。

4) 编解码转换模块(Codec Translator)：Translate.c:struct ast_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。

struct ast_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(Dynamic Module Loader)：该模块主要是Module.h。

Module.h中定义了struct ast_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(CDR Core)：Cdr.c:ast_cdr_register：cdr driver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cdr status、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module load/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：1int main(int argc, char *argv[])23{45int c;67char filename[80] = "";89char hostname[MAXHOSTNAMELEN] = "";1011char tmp[80];1213char * xarg = NULL;1415int x;1617FILE *f;1819sigset_t sigs;2021int num;2223int isroot = 1;2425char *buf;2627char *runuser = NULL, *rungroup = NULL;2829/*保存命令行参数(argv[]->_argv[])，以便程序重启时使用*/3031/* Remember original args for restart */3233if (argc > sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0]) - 1) {3435fprintf(stderr, "Truncating argument size to %d\n", (int)(sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0])) - 1);3637argc = sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0]) - 1;3839}4041for (x=0; x<argc; x++)4243_argv[x] = argv[x];4445_argv[x] = NULL;4647if (geteuid() != 0)4849isroot = 0;5051/*命令如果是rasterisk，设置AST_OPT_FLAG_NO_FORK和AST_OPT_FLAG_REMOTE标志位*/5253/* if the progname is rasterisk consider it a remote console */5455if (argv[0] && (strstr(argv[0], "rasterisk")) != NULL) {5657ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK |AST_OPT_FLAG_REMOTE);5859}6061/*得到当前主机名,在启动时打印出来*/6263if (gethostname(hostname, sizeof(hostname)-1))6465ast_copy_string(hostname, "<Unknown>", sizeof(hostname));6667/*获取当前的进程标识*/6869ast_mainpid = getpid();7071/*建立mu-law和a-law转换表*/7273ast_ulaw_init();7475ast_alaw_init();7677/*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*/7879callerid_init();8081/*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() */8283ast_builtins_init();8485/*初始化base64转换*/8687ast_utils_init();8889/* tty/tdd初始化*/9091tdd_init();9293/*设置用户历史命令的保存路径*/9495if (getenv("HOME"))9697snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/.asterisk_history",getenv("HOME"));9899/* Check for options */100101/*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。