【Bluedroid】藍牙設備管理器初始化全流程深度解析(BTA_dm_on_hw_on)

本文全面剖析Android藍牙設備管理器在硬件啟動時的初始化流程，涵蓋控制塊創建、服務發現啟動、設備類配置、安全密鑰加載、超時參數設置等核心環節。通過分析從底層硬件交互到上層服務注冊的全鏈路調用，揭示藍牙系統從硬件就緒到功能可用的完整啟動機制，重點解讀多線程協作、動態適配和資源管理的設計哲學。為藍牙系統開發與調試提供理論支撐。

一、概述

藍牙設備管理器初始化包含12個關鍵步驟：

  1. 控制塊初始化：創建禁用/切換/電源管理定時器

  2. 服務發現啟動：重置發現狀態并創建搜索隊列

  3. 設備類配置：解析系統屬性并應用BAP規范調整

  4. BLE密鑰加載：獲取并注入加密根密鑰和身份解析密鑰

  5. 安全模塊初始化：注冊SMP回調并重置安全狀態

  6. 連接超時設置：配置page掃描超時參數

  7. 控制器特性讀取：動態適配廠商擴展功能

  8. BLE掃描器初始化：創建HCI接口和掃描管理器

  9. 設備名讀取：直接從控制器獲取實時設備名

  10. 資源管理注冊：連接管理回調注冊

  11. 電源管理初始化：低功耗模式注冊與計時器配置

  12. GATT客戶端注冊：為設備發現提供通信接口

二、源碼分析

BTA_dm_on_hw_on

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_act.cc
void BTA_dm_on_hw_on() {uint8_t key_mask = 0;tBTA_BLE_LOCAL_ID_KEYS id_key;// 1. 控制塊初始化/* make sure the control block is properly initialized */bta_dm_init_cb();// 2. 服務發現啟動bta_dm_disc_start(osi_property_get_bool("bluetooth.gatt.delay_close.enabled", true));memset(&bta_dm_conn_srvcs, 0, sizeof(bta_dm_conn_srvcs));memset(&bta_dm_di_cb, 0, sizeof(tBTA_DM_DI_CB));// 3. 設備類設置DEV_CLASS dev_class = btif_dm_get_local_class_of_device();log::info("Read default class of device [0x{:x}, 0x{:x}, 0x{:x}]",dev_class[0], dev_class[1], dev_class[2]);get_btm_client_interface().local.BTM_SetDeviceClass(dev_class);// 4. BLE 密鑰加載/* load BLE local information: ID keys, ER if available */Octet16 er;btif_dm_get_ble_local_keys(&key_mask, &er, &id_key);if (key_mask & BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ER) {get_btm_client_interface().security.BTM_BleLoadLocalKeys(BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ER, (tBTM_BLE_LOCAL_KEYS*)&er);}if (key_mask & BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ID) {get_btm_client_interface().security.BTM_BleLoadLocalKeys(BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ID, (tBTM_BLE_LOCAL_KEYS*)&id_key);}// 5. 安全模塊初始化btm_dm_sec_init();btm_sec_on_hw_on();// 6. page超時設置get_btm_client_interface().link_policy.BTM_WritePageTimeout(osi_property_get_int32(PROPERTY_PAGE_TIMEOUT,p_bta_dm_cfg->page_timeout));// 7. 控制器特性讀取if (ble_vnd_is_included()) {get_btm_client_interface().ble.BTM_BleReadControllerFeatures(bta_dm_ctrl_features_rd_cmpl_cback);} else {/* Set controller features even if vendor support is not included */if (bta_dm_acl_cb.p_acl_cback)bta_dm_acl_cb.p_acl_cback(BTA_DM_LE_FEATURES_READ, NULL);}// 8. 掃描器初始化btm_ble_scanner_init();/* Earlier, we used to invoke BTM_ReadLocalAddr which was just copying thebd_addrfrom the control block and invoking the callback which was sending theDM_ENABLE_EVT.But then we have a few HCI commands being invoked above which were stillin progresswhen the ENABLE_EVT was sent. So modified this to fetch the local namewhich forcesthe DM_ENABLE_EVT to be sent only after all the init steps are complete*/// 9. 本地設備名稱讀取get_btm_client_interface().local.BTM_ReadLocalDeviceNameFromController(bta_dm_local_name_cback);// 10. 資源管理注冊與電源管理初始化bta_sys_rm_register(bta_dm_rm_cback);/* if sniff is offload, no need to handle it in the stack */if (IS_FLAG_ENABLED(enable_sniff_offload) &&osi_property_get_bool(kPropertySniffOffloadEnabled, false)) {} else {/* initialize bluetooth low power manager */bta_dm_init_pm();}// 11. GATT 客戶端注冊bta_dm_disc_gattc_register();
}

初始化藍牙設備管理器，設定設備基本參數，加載安全密鑰，以及準備藍牙通信所需的各項功能。保證在藍牙硬件開啟之后，軟件層面的各項功能都能正常運作。

bta_dm_init_cb

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_act.cc
#define BTA_DM_NUM_PM_TIMER 7
#define BTA_DM_PM_MODE_TIMER_MAX 3/********************************************************************************* Function         bta_dm_init_cb** Description      Initializes the bta_dm_cb control block*** Returns          void*******************************************************************************/
static void bta_dm_init_cb(void) {bta_dm_cb = {};// 這個定時器用于處理藍牙禁用操作的超時情況bta_dm_cb.disable_timer = alarm_new("bta_dm.disable_timer");// 用于控制藍牙狀態切換時的延遲，避免狀態頻繁切換bta_dm_cb.switch_delay_timer = alarm_new("bta_dm.switch_delay_timer");// 電源管理定時器創建for (size_t i = 0; i < BTA_DM_NUM_PM_TIMER; i++) {for (size_t j = 0; j < BTA_DM_PM_MODE_TIMER_MAX; j++) {bta_dm_cb.pm_timer[i].timer[j] = alarm_new("bta_dm.pm_timer");}}
}

初始化藍牙設備管理器（Device Manager）的控制塊 bta_dm_cb，該控制塊用于存儲藍牙設備管理相關的狀態和配置信息。

bta_dm_disc_start

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_disc.cc
void bta_dm_disc_start(bool delay_close_gatt) {bta_dm_disc_reset();// 搜索定時器創建bta_dm_search_cb.search_timer = alarm_new("bta_dm_search.search_timer");// GATT 關閉定時器創建bta_dm_search_cb.gatt_close_timer =delay_close_gatt ? alarm_new("bta_dm_search.gatt_close_timer") : nullptr;// 發現請求隊列初始化, 用于存儲待處理的服務發現請求bta_dm_search_cb.pending_discovery_queue = fixed_queue_new(SIZE_MAX);
}

啟動藍牙設備的服務發現功能，該功能可讓設備發現并獲取遠程藍牙設備所提供的服務和特性信息。

函數主要完成以下工作：

  • 重置服務發現狀態。

  • 創建搜索定時器和 GATT 關閉定時器。

  • 初始化待處理的發現請求隊列。

bta_dm_disc_reset

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_disc.cc
// 負責清理服務發現過程中使用的資源，釋放定時器和隊列，并初始化搜索控制塊
static void bta_dm_disc_reset() {alarm_free(bta_dm_search_cb.search_timer);alarm_free(bta_dm_search_cb.gatt_close_timer);osi_free_and_reset((void**)&bta_dm_search_cb.p_pending_search);fixed_queue_free(bta_dm_search_cb.pending_discovery_queue, osi_free);bta_dm_disc_init_search_cb(::bta_dm_search_cb);
}// 將搜索控制塊的成員變量設置為默認值，為新一輪的服務發現操作做好準備
static void bta_dm_disc_init_search_cb(tBTA_DM_SEARCH_CB& bta_dm_search_cb) {bta_dm_search_cb = {};bta_dm_search_cb.state = BTA_DM_SEARCH_IDLE;bta_dm_search_cb.conn_id = GATT_INVALID_CONN_ID;bta_dm_search_cb.transport = BT_TRANSPORT_AUTO;
}

通過徹底清理資源和重置狀態，為后續的搜索操作提供了一個干凈的環境。

btif_dm_get_local_class_of_device

packages/modules/Bluetooth/system/btif/src/btif_dm.cc
#ifndef PROPERTY_CLASS_OF_DEVICE
#define PROPERTY_CLASS_OF_DEVICE "bluetooth.device.class_of_device"
#endif#ifndef PROPERTY_VALUE_MAX
#define PROPERTY_VALUE_MAX 92
#endif  // PROPERTY_VALUE_MAX/********************************************************************************* Function         btif_dm_get_local_class_of_device** Description      Reads the system property configured class of device** Returns          A DEV_CLASS containing the current class of device.*                  If no value is present, or the value is malformed*                  the default kEmpty value will be used*******************************************************************************/
DEV_CLASS btif_dm_get_local_class_of_device() {/* A class of device is a {SERVICE_CLASS, MAJOR_CLASS, MINOR_CLASS}** The input is expected to be a string of the following format:* <decimal number>,<decimal number>,<decimal number>** For example, "90,2,12" (Hex: 0x5A, 0x2, 0xC)** Notice there is always two commas and no spaces.*/// 1. 系統屬性獲取與默認值處理char prop_cod[PROPERTY_VALUE_MAX];osi_property_get(PROPERTY_CLASS_OF_DEVICE, prop_cod, "");// If the property is empty, use the defaultif (prop_cod[0] == '\0') {log::error("COD property is empty");return kDevClassUnclassified;}// 2. 字符串解析與合法性校驗// Start reading the contents of the property string. If at any point anything// is malformed, use the default.DEV_CLASS temp_device_class;int i = 0;int j = 0;for (;;) {// Build a string of all the chars until the next comma, null, or end of the// buffer is reached. If any char is not a digit, then return the default.// 提取逗號分隔的數字字符串std::string value;while (i < PROPERTY_VALUE_MAX && prop_cod[i] != ',' &&prop_cod[i] != '\0') {char c = prop_cod[i++];if (!std::isdigit(c)) {log::error("COD malformed, '{:c}' is a non-digit", c);return kDevClassUnclassified;}value += c;}// If we hit the end and it wasn't null terminated then return the defaultif (i == PROPERTY_VALUE_MAX && prop_cod[PROPERTY_VALUE_MAX - 1] != '\0') {log::error("COD malformed, value was truncated");return kDevClassUnclassified;}// 校驗字符串長度（0-3字符，對應0-255）// Each number in the list must be one byte, meaning 0 (0x00) -> 255 (0xFF)if (value.size() > 3 || value.size() == 0) {log::error("COD malformed, '{}' must be between [0, 255]", value);return kDevClassUnclassified;}// 轉換為數值并校驗范圍（0-255）// Grab the value. If it's too large, then return the defaultuint32_t uint32_val = static_cast<uint32_t>(std::stoul(value.c_str()));if (uint32_val > 0xFF) {log::error("COD malformed, '{}' must be between [0, 255]", value);return kDevClassUnclassified;}// Otherwise, it's safe to usetemp_device_class[j++] = uint32_val;  // 存儲到臨時數組// 校驗是否讀取了3個數字且字符串結束// If we've reached 3 numbers then make sure we're at a null terminatorif (j >= 3) {if (prop_cod[i] != '\0') {log::error("COD malformed, more than three numbers");return kDevClassUnclassified;}break;}// If we're at a null terminator then we're doneif (prop_cod[i] == '\0') {break; // 跳過逗號}// Otherwise, skip over the comma++i;}// We must have read exactly 3 numbersDEV_CLASS device_class = kDevClassUnclassified;if (j == 3) {device_class[0] = temp_device_class[0];device_class[1] = temp_device_class[1];device_class[2] = temp_device_class[2];} else {log::error("COD malformed, fewer than three numbers");}log::debug("Using class of device '0x{:x}, 0x{:x}, 0x{:x}' from CoD system property",device_class[0], device_class[1], device_class[2]);// 3. Android 平臺特定的 COD 調整
#ifdef __ANDROID__// Per BAP 1.0.1, 8.2.3. Device discovery, the stack needs to set Class of// Device (CoD) field Major Service Class bit 14 to 0b1 when Unicast Server,// Unicast Client, Broadcast Source, Broadcast Sink, Scan Delegator, or// Broadcast Assistant is supported on this deviceif (android::sysprop::BluetoothProperties::isProfileBapUnicastClientEnabled().value_or(false) ||android::sysprop::BluetoothProperties::isProfileBapBroadcastAssistEnabled().value_or(false) ||android::sysprop::BluetoothProperties::isProfileBapBroadcastSourceEnabled().value_or(false)) {device_class[1] |= 0x01 << 6; // 主設備類第6位設為1} else {device_class[1] &= ~(0x01 << 6); // 清除第6位}log::debug("Check LE audio enabled status, update class of device to '0x{:x}, ""0x{:x}, 0x{:x}'",device_class[0], device_class[1], device_class[2]);
#endifreturn device_class;
}

從系統屬性中讀取并解析本地藍牙設備的設備類（Class of Device, COD）。COD 是藍牙設備的重要標識，用于描述設備類型和支持的服務。

  1. 從系統屬性 PROPERTY_CLASS_OF_DEVICE 讀取 COD 配置字符串。

  2. 解析字符串為三個字節（服務類、主設備類、次設備類），并進行合法性校驗。

  3. 針對 Android 平臺，根據 BAP（藍牙音頻配置文件）規范調整主設備類的標志位。

  4. 返回最終的 COD 數組，若解析失敗則使用默認值。

根據 BAP 1.0.1 規范，當設備支持以下功能時，需將主設備類的第 6 位（二進制第 14 位）設為 1：

  • 單播客戶端（Unicast Client）

  • 廣播助手（Broadcast Assistant）

  • 廣播源（Broadcast Source）

該位用于標識設備支持 LE 音頻相關功能，確保與其他藍牙設備的兼容性。

COD 由三個字節組成：

  1. 服務類（Service Class）：標識設備支持的服務（如電話、網絡、音頻等）。

  2. 主設備類（Major Device Class）：標識設備的主要類型（如手機、電腦、耳機等）。

  3. 次設備類（Minor Device Class）：對主設備類的細分（如手機的翻蓋 / 直板類型）。

BTM_SetDeviceClass

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_devctl.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_SetDeviceClass** Description      This function is called to set the local device class** Returns          status of the operation*******************************************************************************/
tBTM_STATUS BTM_SetDeviceClass(DEV_CLASS dev_class) {// 1. 重復設置優化if (btm_cb.devcb.dev_class == dev_class) return (BTM_SUCCESS);// 2. 更新軟件狀態btm_cb.devcb.dev_class = dev_class;// 3. 控制器狀態校驗if (!controller_get_interface()->get_is_ready()) return (BTM_DEV_RESET);// 4. HCI命令發送btsnd_hcic_write_dev_class(dev_class);return (BTM_SUCCESS);
}

通過 “軟件狀態更新 + HCI命令發送” 的方式，實現了本地設備類的設置。核心邏輯包括重復設置優化、控制器狀態校驗和HCI命令發送，確保設備類能正確應用到藍牙控制器中，為設備發現和連接提供準確的類型標識。

對應的HCI log：

btif_dm_get_ble_local_keys

packages/modules/Bluetooth/system/btif/src/btif_dm.cc
typedef uint8_t tBTA_DM_BLE_LOCAL_KEY_MASK;
typedef struct {Octet16 ir;Octet16 irk;Octet16 dhk;
} tBTA_BLE_LOCAL_ID_KEYS;void btif_dm_get_ble_local_keys(tBTA_DM_BLE_LOCAL_KEY_MASK* p_key_mask,Octet16* p_er,tBTA_BLE_LOCAL_ID_KEYS* p_id_keys) {ASSERT(p_key_mask != nullptr);  if (ble_local_key_cb.is_er_rcvd) {  // 檢查加密根密鑰是否已接收ASSERT(p_er != nullptr);  *p_er = ble_local_key_cb.er;  // 復制ER密鑰*p_key_mask |= BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ER;  // 設置ER掩碼位}if (ble_local_key_cb.is_id_keys_rcvd) {  // 檢查身份解析密鑰是否已接收ASSERT(p_id_keys != nullptr);  p_id_keys->ir = ble_local_key_cb.id_keys.ir;    // 復制IRp_id_keys->irk = ble_local_key_cb.id_keys.irk;  // 復制IRKp_id_keys->dhk = ble_local_key_cb.id_keys.dhk;  // 復制DHK*p_key_mask |= BTA_BLE_LOCAL_KEY_TYPE_ID;  // 設置ID掩碼位}log::verbose("*p_key_mask=0x{:02x}", *p_key_mask);  
}

獲取本地 BLE設備的安全密鑰，包括加密根密鑰（ER）和身份解析密鑰（ID Keys）。這些密鑰用于保障 BLE 通信的安全性。主要功能：

  1. 從本地存儲中獲取 BLE 安全密鑰（ER 和 ID Keys）。

  2. 通過密鑰掩碼（key_mask）標識可用的密鑰類型。

  3. 將密鑰數據填充到輸出參數中，供上層模塊使用。

密鑰的作用與應用場景

1. 加密根密鑰（ER）：

  • 用于生成會話密鑰，保障 BLE 連接的加密通信。

  • 當設備需要與其他設備建立安全連接時，ER 用于密鑰派生。

2. 身份解析密鑰（ID Keys）：

  • irk（身份解析密鑰）：用于解析隱私地址，實現設備身份識別。

  • ir（身份解析隨機數）：與 irk 配合生成解析地址。

  • dhk（Diffie-Hellman 密鑰）：用于密鑰協商，增強連接安全性。

BTM_BleLoadLocalKeys

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_ble_sec.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_BleLoadLocalKeys** Description      Local local identity key, encryption root or sign counter.** Parameters:      key_type: type of key, can be BTM_BLE_KEY_TYPE_ID,*                                                BTM_BLE_KEY_TYPE_ER*                                             or BTM_BLE_KEY_TYPE_COUNTER.*                  p_key: pointer to the key.** Returns          non2.*******************************************************************************/
void BTM_BleLoadLocalKeys(uint8_t key_type, tBTM_BLE_LOCAL_KEYS* p_key) {tBTM_SEC_DEVCB* p_devcb = &btm_sec_cb.devcb; // 獲取安全控制塊指針log::verbose("type:{}", key_type);if (p_key != NULL) {  // 校驗密鑰指針有效性switch (key_type) {case BTM_BLE_KEY_TYPE_ID:// 加載身份解析密鑰（復制整個結構體）memcpy(&p_devcb->id_keys, &p_key->id_keys,sizeof(tBTM_BLE_LOCAL_ID_KEYS));break;case BTM_BLE_KEY_TYPE_ER:// 加載加密根密鑰（直接賦值16字節數據）p_devcb->ble_encryption_key_value = p_key->er;break;default:log::error("unknown key type:{}", key_type);break;}}
}

將上層提供的密鑰數據存儲到控制器的安全上下文中，為 BLE 通信的安全機制提供支持。

用于加載三種類型的本地密鑰：

  1. 身份解析密鑰（ID Keys）：用于設備身份識別和隱私地址解析

  2. 加密根密鑰（ER）：用于生成會話加密密鑰

  3. 簽名計數器（Counter）：用于安全簽名機制

btm_dm_sec_init

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_sec.cc
void btm_dm_sec_init() {get_btm_client_interface().security.BTM_SecRegister(&bta_security);
}

向底層控制器注冊安全服務的回調。通過 BTM_SecRegister 函數，上層應用（BTA_DM）將自身的安全處理邏輯注冊到底層，以便接收和處理藍牙安全相關事件（如配對請求、密鑰生成等）。

BTM_SecRegister

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_sec.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_SecRegister** Description      Application manager calls this function to register for*                  security services.  There can be one and only one*                  application saving link keys.  BTM allows only first*                  registration.** Returns          true if registered OK, else false*******************************************************************************/
bool BTM_SecRegister(const tBTM_APPL_INFO* p_cb_info) {log::info("p_cb_info->p_le_callback == 0x{}",fmt::ptr(p_cb_info->p_le_callback));// SMP 協議注冊if (p_cb_info->p_le_callback) {log::verbose("SMP_Register( btm_proc_smp_cback )");SMP_Register(btm_proc_smp_cback);// 身份密鑰狀態檢查Octet16 zero{0};/* 若未加載身份隨機數，需重新生成所有密鑰 *//* if no IR is loaded, need to regenerate all the keys */if (btm_sec_cb.devcb.id_keys.ir == zero) {btm_ble_reset_id();}} else {log::warn("p_cb_info->p_le_callback == NULL");}// 回調接口保存btm_sec_cb.api = *p_cb_info;log::info("btm_sec_cb.api.p_le_callback = 0x{} ",fmt::ptr(btm_sec_cb.api.p_le_callback));log::verbose("application registered");return (true);
}

注冊上層應用的安全回調接口，是連接上層邏輯與底層安全機制的橋梁。主要完成以下工作：

  1. 注冊安全管理器協議（SMP）的回調函數，處理 BLE 安全事件。

  2. 檢查身份解析密鑰狀態，必要時重新生成密鑰。

  3. 保存上層回調接口，以便底層事件觸發時通知上層。

SMP_Register
packages/modules/Bluetooth/system/stack/smp/smp_api.cc
/********************************************************************************* Function         SMP_Register** Description      This function register for the SMP services callback.** Returns          void*******************************************************************************/
bool SMP_Register(tSMP_CALLBACK* p_cback) {log::verbose("state={}", smp_cb.state);if (smp_cb.p_callback != NULL) {log::error("duplicate registration, overwrite it");}smp_cb.p_callback = p_cback;return (true);
}

將上層回調函數注冊到底層 SMP 模塊。確保在藍牙設備配對、密鑰交換等安全操作過程中，底層事件能夠正確通知到上層應用。

btm_ble_reset_id

btm_ble_reset_id后面分析

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_sec.cc
tBTA_DM_SEC_CB bta_dm_sec_cb;  // 全局安全控制塊void btm_sec_on_hw_on() {tBTA_DM_SEC_CBACK* temp_sec_cback = bta_dm_sec_cb.p_sec_cback;  // 保存當前回調指針bta_dm_sec_cb = {};  // 重置控制塊為零值bta_dm_sec_cb.p_sec_cback = temp_sec_cback;  // 恢復回調指針
}

在藍牙硬件啟動時重置安全控制塊的狀態，同時保留上層注冊的安全回調函數。確保安全模塊在硬件重啟后能以干凈的狀態運行，同時維持與上層的事件通信通道。

BTM_WritePageTimeout

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_devctl.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_WritePageTimeout** Description      Send HCI Write Page Timeout.*******************************************************************************/
void BTM_WritePageTimeout(uint16_t timeout) {log::verbose("BTM: BTM_WritePageTimeout: Timeout: {}.", timeout);/* Send the HCI command */btsnd_hcic_write_page_tout(timeout);
}

向藍牙控制器發送 HCI_Write_Page_Timeout 命令，設置page掃描的超時時間。

HCI Write Page Timeout log:

timeout 表示page超時值（單位為 10 毫秒），用于控制設備在連接建立過程中等待對端響應的最長時間。

Page超時的作用與原理

1. 藍牙連接建立流程

  • 頁面掃描（Page Scan）：從設備（Slave）通過apge掃描監聽主設備（Master）的連接請求。

  • 頁面超時：主設備發送連接請求后，等待從設備響應的最長時間。若超時未收到響應，則認為連接失敗。

2. 參數影響

  • 連接速度：較短的超時值（如 1 秒）可加快連接嘗試頻率，縮短連接建立時間，但增加功耗。

  • 功耗消耗：較長的超時值（如 10 秒）減少掃描頻率，降低功耗，但可能延長連接時間。

  • 兼容性：需與對端設備的page超時設置匹配，否則可能導致連接失敗（如一方設置過短，另一方未及時響應）。

HCI_Write_Page_Timeout詳見：【0x0018】HCI_Write_Page_Timeout命令詳解_write page timeout command-CSDN博客

ble_vnd_is_included

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_ble_gap.cc
bool ble_vnd_is_included() {// replace build time config BLE_VND_INCLUDED with runtimereturn GET_SYSPROP(Ble, vnd_included, true);
}packages/modules/Bluetooth/sysprop/ble.sysprop
prop {api_name: "vnd_included"type: Booleanscope: Internalaccess: Readonlyprop_name: "bluetooth.ble.vnd.included"
}

判斷當前藍牙系統是否包含廠商特定的 BLE 擴展功能（Vendor-specific Extensions）。核心邏輯是通過系統屬性 bluetooth.ble.vnd.included 獲取配置值，若屬性不存在則默認返回 true（啟用廠商擴展）。這種設計將編譯時配置轉換為運行時可調整的屬性，既保持了系統的靈活性和兼容性，又為廠商定制功能提供了安全的接入方式，是現代藍牙系統中解耦標準功能與定制需求的重要手段。

典型調用流程：

1. 系統啟動時，通過init腳本或服務設置屬性：setprop bluetooth.ble.vnd.included [true|false]2. 藍牙協議棧初始化時，調用ble_vnd_is_included()獲取屬性值：if (ble_vnd_is_included()) {加載廠商特定的BLE功能（如私有命令處理、自定義配置文件）} else {僅運行標準BLE功能，忽略廠商擴展}3. 例如，在讀取控制器特性時：if (ble_vnd_is_included()) {BTM_BleReadControllerFeatures(...)  // 讀取包含廠商擴展的特性} else {直接通知上層特性讀取完成（使用標準特性）}

BTM_BleReadControllerFeatures

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_ble_gap.cc
/******************************************************************************** Function         BTM_BleReadControllerFeatures** Description      Reads BLE specific controller features** Parameters:      tBTM_BLE_CTRL_FEATURES_CBACK : Callback to notify when*                  features are read** Returns          void*******************************************************************************/
void BTM_BleReadControllerFeatures(tBTM_BLE_CTRL_FEATURES_CBACK* p_vsc_cback) {// 若未啟用廠商擴展，直接返回if (!ble_vnd_is_included()) return;if (btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.values_read) return;log::verbose("BTM_BleReadControllerFeatures");if (IS_FLAG_ENABLED(report_vsc_data_from_the_gd_controller)) {// 處理GD控制器（直接從控制器接口獲取特性）btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.values_read = true;bluetooth::hci::Controller::VendorCapabilities vendor_capabilities =GetController()->GetVendorCapabilities();// 提取并保存各項控制器能力btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.adv_inst_max =vendor_capabilities.max_advt_instances_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.rpa_offloading =vendor_capabilities.offloaded_resolution_of_private_address_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.tot_scan_results_strg =vendor_capabilities.total_scan_results_storage_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_irk_list_sz =vendor_capabilities.max_irk_list_sz_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.filter_support =vendor_capabilities.filtering_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_filter = vendor_capabilities.max_filter_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.energy_support =vendor_capabilities.activity_energy_info_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.version_supported =vendor_capabilities.version_supported_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.total_trackable_advertisers =vendor_capabilities.total_num_of_advt_tracked_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.extended_scan_support =vendor_capabilities.extended_scan_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.debug_logging_supported =vendor_capabilities.debug_logging_supported_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.le_address_generation_offloading_support =vendor_capabilities.le_address_generation_offloading_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.a2dp_source_offload_capability_mask =vendor_capabilities.a2dp_source_offload_capability_mask_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.quality_report_support =vendor_capabilities.bluetooth_quality_report_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.dynamic_audio_buffer_support =vendor_capabilities.dynamic_audio_buffer_support_;btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.a2dp_offload_v2_support =vendor_capabilities.a2dp_offload_v2_support_;// 動態音頻緩沖區能力處理if (vendor_capabilities.dynamic_audio_buffer_support_) {std::array<bluetooth::hci::DynamicAudioBufferCodecCapability,BTM_CODEC_TYPE_MAX_RECORDS>capabilities = GetController()->GetDabCodecCapabilities();for (size_t i = 0; i < capabilities.size(); i++) {btm_cb.dynamic_audio_buffer_cb[i].default_buffer_time =capabilities[i].default_time_ms_;btm_cb.dynamic_audio_buffer_cb[i].maximum_buffer_time =capabilities[i].maximum_time_ms_;btm_cb.dynamic_audio_buffer_cb[i].minimum_buffer_time =capabilities[i].minimum_time_ms_;}}// 高通控制器特殊處理if (btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.filter_support == 1 &&GetController()->GetLocalVersionInformation().manufacturer_name_ ==LMP_COMPID_QTI) {// QTI controller, TDS data filter are supported by default.btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.adv_filter_extended_features_mask = 0x01;} else {btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.adv_filter_extended_features_mask = 0x00;}log::verbose("irk={}, ADV ins:{}, rpa={}, ener={}, ext_scan={}",btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_irk_list_sz,btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.adv_inst_max,btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.rpa_offloading,btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.energy_support,btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.extended_scan_support);// 初始化廣告過濾器和解析列表if (btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_filter > 0) btm_ble_adv_filter_init();/* VS capability included and non-4.2 device */if (GetController()->SupportsBle() &&GetController()->SupportsBlePrivacy() &&btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_irk_list_sz > 0 &&GetController()->GetLeResolvingListSize() == 0) {btm_ble_resolving_list_init(btm_cb.cmn_ble_vsc_cb.max_irk_list_sz);}// 調用回調通知特性讀取完成if (p_vsc_cback != NULL) {p_vsc_cback(tHCI_STATUS::HCI_SUCCESS);}} else {// 非GD控制器：通過廠商特定命令獲取特性p_ctrl_le_feature_rd_cmpl_cback = p_vsc_cback;BTM_VendorSpecificCommand(HCI_BLE_VENDOR_CAP, 0, NULL,btm_ble_vendor_capability_vsc_cmpl_cback);}
}

獲取控制器支持的廠商特定功能和擴展能力。

1. 特性讀取目的：

  • 獲取 BLE 控制器支持的廠商特定功能（如私有廣告實例、隱私地址解析卸載等）。

  • 初始化控制器特性相關的全局狀態，為后續 BLE 功能（如掃描、廣告、連接）提供能力依據。

2. 執行流程：

  • 檢查是否啟用廠商擴展功能（ble_vnd_is_included()）。

  • 根據控制器類型（標準 / GD 控制器）選擇不同的特性獲取方式。

  • 解析控制器能力并更新全局控制塊。

  • 通過回調通知上層特性讀取完成。

BTM_VendorSpecificCommand

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_devctl.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_VendorSpecificCommand** Description      Send a vendor specific HCI command to the controller.** Notes*      Opcode will be OR'd with HCI_GRP_VENDOR_SPECIFIC.*******************************************************************************/
void BTM_VendorSpecificCommand(uint16_t opcode, uint8_t param_len,uint8_t* p_param_buf, tBTM_VSC_CMPL_CB* p_cb) {log::verbose("BTM: Opcode: 0x{:04X}, ParamLen: {}.", opcode, param_len);/* Send the HCI command (opcode will be OR'd with HCI_GRP_VENDOR_SPECIFIC) */btsnd_hcic_vendor_spec_cmd(opcode, param_len, p_param_buf, p_cb);
}

向藍牙控制器發送廠商自定義的 HCI 命令，用于實現非標準的硬件功能或擴展特性。在硬件適配、性能優化和調試場景中至關重要，允許協議棧針對不同廠商的控制器進行定制化處理，確保藍牙設備在保持標準兼容性的同時，充分發揮硬件特性。

HCI Vendor Command HCI LOG:

與標準 HCI 命令的區別：

類別標準 HCI 命令廠商特定 HCI 命令
定義來源藍牙核心規范定義由藍牙芯片廠商（如高通、博通）自定義
命令組標識非 0xFF（如鏈路控制組為 0x01）固定為 HCI_GRP_VENDOR_SPECIFIC（0xFF）
兼容性所有符合規范的控制器均支持僅特定廠商的控制器支持
用途實現標準藍牙功能（如連接、配對、加密）實現廠商特定功能（如硬件優化、調試）

btm_ble_scanner_init

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_ble_scanner.cc
/*** This function initializes the scanning manager.**/
void btm_ble_scanner_init() {// 初始化HCI掃描接口:創建并初始化與 HCI 層交互的掃描接口BleScannerHciInterface::Initialize();if (BleScannerHciInterface::Get()) {// 初始化掃描管理器:啟動掃描狀態管理邏輯，處理掃描配置、事件和結果BleScanningManager::Initialize(BleScannerHciInterface::Get());} else {log::verbose("BleScannerHciInterface::Get() returns null");}if ((BleScannerHciInterface::Get()) && (BleScanningManager::Get())) {// 設置掃描事件觀察者，建立接口與管理器的關聯BleScannerHciInterface::Get()->SetScanEventObserver((BleScanningManagerImpl*)BleScanningManager::Get().get());} else {log::verbose("BleScannerHciInterface or BleScanningManager is null");}

通過初始化 HCI 掃描接口和掃描管理器，并建立兩者的事件交互鏈路，為 BLE 設備發現功能提供了完整的底層支撐。運用單例模式和觀察者模式，確保掃描功能的唯一性和事件處理的高效性，是藍牙協議棧中設備發現流程的起點。初始化完成后，系統即可通過掃描管理器發起設備掃描，獲取周圍 BLE 設備的廣告信息，為后續的連接和通信做準備。

BleScannerHciInterface::Initialize

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/ble_scanner_hci_interface.cc
void BleScannerHciInterface::Initialize() {LOG_ASSERT(instance == nullptr) << "Was already initialized.";if ((controller_get_interface()->get_ble_periodic_advertiser_list_size()) &&(controller_get_interface()->SupportsBlePeriodicAdvertisingSyncTransferSender())) {log::info("Advertiser list in controller can be used");log::info("Periodic Adv Sync Transfer Sender role is supported");instance = new BleScannerCompleteImpl();  // 創建完整功能實現} else if (controller_get_interface()->SupportsBlePeriodicAdvertisingSyncTransferSender()) {log::info("Periodic Adv Sync Transfer Sender role is supported");instance = new BleScannerSyncTransferImpl();  // 創建同步傳輸實現} else if (controller_get_interface()->get_ble_periodic_advertiser_list_size()) {log::info("Periodic Adv Sync Transfer Recipient role is supported");instance = new BleScannerListImpl(); // 創建列表管理實現}// TODO: Implement periodic adv. sync. recipient role if ever needed.
}

根據藍牙控制器支持的硬件特性，動態選擇并創建合適的 BLE 掃描接口實現類，為上層掃描功能提供底層支持。通過檢查控制器對周期性廣播（Periodic Advertising）和同步傳輸（Sync Transfer）的支持情況，決定創建完整功能、同步傳輸或列表管理的掃描接口實現。

BleScanningManager::Initialize

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_ble_scanner.cc
void BleScanningManager::Initialize(BleScannerHciInterface* interface) {instance = new BleScanningManagerImpl(interface); // 創建具體實現類實例instance_weakptr = ((BleScanningManagerImpl*)instance)->GetWeakPtr();  // 獲取弱引用
}

通過創建單例實例并建立弱引用機制，為 BLE 掃描功能提供了核心管理組件。該設計遵循了依賴倒置原則，將掃描管理器與底層 HCI 接口解耦，同時通過弱引用提升了異步操作的內存安全性。初始化完成后，掃描管理器可接收上層掃描請求，通過 HCI 接口與硬件交互，并處理掃描結果的分發，是 BLE 設備發現功能的核心樞紐。

數據流向：

上層掃描請求 → BleScanningManager → BleScannerHciInterface → HCI 命令
HCI 掃描事件 → BleScannerHciInterface → BleScanningManager → 上層處理

設計模式：

  • 單例模式：確保全局僅有一個掃描管理器實例。

  • 依賴注入：通過參數傳入 BleScannerHciInterface，實現與底層 HCI 的解耦。

  • 弱引用機制：使用 WeakPtr 避免循環引用，提高內存安全性。

BTM_ReadLocalDeviceNameFromController

packages/modules/Bluetooth/system/stack/btm/btm_devctl.cc
/********************************************************************************* Function         BTM_ReadLocalDeviceNameFromController** Description      Get local device name from controller. Do not use cached*                  name (used to get chip-id prior to btm reset complete).** Returns          BTM_CMD_STARTED if successful, otherwise an error*******************************************************************************/
tBTM_STATUS BTM_ReadLocalDeviceNameFromController(tBTM_CMPL_CB* p_rln_cmpl_cback) {/* Check if rln already in progress */if (btm_cb.devcb.p_rln_cmpl_cb) return (BTM_NO_RESOURCES);/* Save callback */btm_cb.devcb.p_rln_cmpl_cb = p_rln_cmpl_cback;btsnd_hcic_read_name(); // 發送HCI命令讀取設備名稱// 設置超時定時器，處理可能的讀取超時情況alarm_set_on_mloop(btm_cb.devcb.read_local_name_timer,BTM_DEV_NAME_REPLY_TIMEOUT_MS, btm_read_local_name_timeout,NULL);return BTM_CMD_STARTED;
}

直接從藍牙控制器讀取本地設備名稱，繞過軟件緩存，確保獲取的是控制器當前的真實名稱。主要用于藍牙控制器重置完成前獲取設備標識（如芯片 ID），或需要實時獲取控制器名稱的場景。

流程示意圖：

上層調用 BTM_ReadLocalDeviceNameFromController()
↓
檢查并發 → 保存回調 → 發送HCI命令 → 設置超時定時器 → 返回BTM_CMD_STARTED
↓
控制器處理HCI命令并返回HCI_Read_Local_Name_Complete事件
↓
底層處理事件 → 調用保存的回調函數 → 上層獲取設備名稱

HCI Read Local Name HCI LOG：

HCI Read Local Name詳細參考： 【0x0014】HCI_Read_Local_Name命令詳解_藍牙hci標準命令-CSDN博客

bta_sys_rm_register

packages/modules/Bluetooth/system/bta/sys/bta_sys_conn.cc
/********************************************************************************* Function         bta_sys_rm_register** Description      Called by BTA DM to register role management callbacks*** Returns          void*******************************************************************************/
void bta_sys_rm_register(tBTA_SYS_CONN_CBACK* p_cback) {bta_sys_cb.prm_cb = p_cback;
}

將上層提供的回調函數指針存儲到系統控制塊中，供底層在事件發生時調用。遵循了 “注冊 - 通知” 的事件驅動模式，是藍牙系統中模塊間通信的基礎機制之一，確保了上層邏輯與底層功能的解耦和靈活適配。

bta_dm_init_pm

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_pm.cc
tBTA_DM_CONNECTED_SRVCS bta_dm_conn_srvcs;/********************************************************************************* Function         bta_dm_init_pm** Description      Initializes the BT low power manager*** Returns          void*******************************************************************************/
void bta_dm_init_pm(void) {// 1. 清零連接服務狀態結構體memset(&bta_dm_conn_srvcs, 0x00, sizeof(bta_dm_conn_srvcs));// 2. 檢查是否存在有效的電源管理器配置/* if there are no power manger entries, so not register */if (p_bta_dm_pm_cfg[0].app_id != 0) {// 注冊系統級電源管理回調bta_sys_pm_register(bta_dm_pm_cback);bta_sys_sniff_register(bta_dm_sniff_cback);// 注冊BTM級電源管理回調get_btm_client_interface().lifecycle.BTM_PmRegister((BTM_PM_REG_SET), &bta_dm_cb.pm_id, bta_dm_pm_btm_cback);}// 初始化低功耗計時器服務ID數組/* Need to initialize all PM timer service IDs */for (int i = 0; i < BTA_DM_NUM_PM_TIMER; i++) {for (int j = 0; j < BTA_DM_PM_MODE_TIMER_MAX; j++)bta_dm_cb.pm_timer[i].srvc_id[j] = BTA_ID_MAX;}
}

通過初始化連接服務狀態、注冊電源管理回調和配置低功耗計時器，為藍牙設備的功耗優化奠定基礎。根據配置動態決定是否啟用功耗管理功能，并建立了從系統層到 BTM 層的完整回調鏈路，使上層應用能夠根據連接狀態和活動情況靈活調整功耗策略。這對于資源受限的移動設備尤為重要，是藍牙協議棧中實現能效優化的關鍵環節。

bta_dm_disc_gattc_register

packages/modules/Bluetooth/system/bta/dm/bta_dm_disc.cc
void bta_dm_disc_gattc_register() { bta_dm_gattc_register(); }/********************************************************************************* Function         bta_dm_gattc_register** Description      Register with GATTC in DM if BLE is needed.*** Returns          void*******************************************************************************/
static void bta_dm_gattc_register(void) {// 1. 檢查是否已注冊if (bta_dm_search_cb.client_if != BTA_GATTS_INVALID_IF) {// Already registeredreturn;}// 2. 調用GATT接口注冊get_gatt_interface().BTA_GATTC_AppRegister(bta_dm_gattc_callback,  // 主回調函數，處理GATT事件base::Bind([](uint8_t client_id, uint8_t status) { // 注冊結果回調tGATT_STATUS gatt_status = static_cast<tGATT_STATUS>(status);disc_gatt_history_.Push(base::StringPrintf("%-32s client_id:%hu status:%s", "GATTC_RegisteredCallback",client_id, gatt_status_text(gatt_status).c_str()));// 處理注冊結果if (static_cast<tGATT_STATUS>(status) == GATT_SUCCESS) {log::info("Registered device discovery search gatt client tGATT_IF:{}",client_id);bta_dm_search_cb.client_if = client_id; // 保存有效客戶端ID} else {log::warn("Failed to register device discovery search gatt client ""gatt_status:{} previous tGATT_IF:{}",bta_dm_search_cb.client_if, status);bta_dm_search_cb.client_if = BTA_GATTS_INVALID_IF;  // 重置為無效ID}}),false);
}

  • 向 GATT 客戶端注冊設備發現功能，獲取唯一的客戶端接口 ID（client_if）。

  • 確保注冊操作的冪等性（多次調用不會重復注冊）。

  • 處理注冊結果回調，更新本地狀態并記錄日志。

注冊成功后，上層模塊可使用分配的客戶端 ID 發起 GATT 操作，是藍牙設備發現流程中的關鍵初始化步驟。

三、流程圖

四、時序圖

BTA_DM 硬件開啟初始化通過分層初始化機制，實現了從硬件啟動到軟件功能就緒的完整流程。該過程通過控制塊狀態重置、設備參數配置、安全密鑰加載、功能模塊初始化等核心環節，確保藍牙設備能夠安全、高效地啟動并提供服務。各模塊通過回調機制與事件驅動模式協同工作，形成了層次清晰、可擴展的初始化架構，為后續的設備發現、連接建立和數據傳輸奠定了基礎。

關鍵字

BTA_dm_on_hw_on|btif_dm_get_local_class_of_device|btif_dm_get_ble_local_keys|BTM_BleLoadLocalKeys|BTM_SecRegister|SMP_Register|BTM_WritePageTimeout:|BTM_BleReadControllerFeatures:|BTM_VendorSpecificCommand|btm_ble_scanner_init|bluetooth: Initialize|BTM_SecRegister|SMP_Register|BTA_GATTC_AppRegister

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