蓝牙协议栈中 Bluetooth Application Layer（蓝牙应用层）是协议栈核心组成部分，它位于协议栈中间偏上的位置，主要负责将底层 Bluetooth Stack（如 L2CAP、AVDTP、RFCOMM、SDP 等）与上层 Profile 和 Android Framework（如 Bluetooth HAL 和系统服务）连接起来。

1. bta 模块的层次定位与作用

1. 所在层次：

• 属于 Bluetooth Protocol Stack 的中间层，介于：

  • 底层协议栈（BTU、L2CAP、AVDTP 等）

  • 与

  • 上层 Profiles（如 A2DP、HFP、HID、PAN）及 Android Bluetooth Framework（如 BluetoothService.java） 之间。

2. 核心作用：

1. Profile 实现：提供 A2DP、HFP、HID 等标准蓝牙协议的实现（行为逻辑），供上层调用。

2. 事件派发机制：bta_sys_sendmsg 与 bta_sys_event 组成的事件机制，将事件从上层发送到对应模块（例如 A2DP、HFP 等）中。

3. 定时器调度机制：bta_sys_start_timer 提供模块级定时器支持，常用于状态机中等待某些异步事件。

4. 模块注册和生命周期管理：通过 bta_sys_register 注册模块（如 A2DP、HFP），包括其事件回调处理函数。

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2. 关键函数分析

1. bta_sys_init

event_start_up_stack 调用时机在 bt_stack_manager_thread 线程中有介绍过。

// system/btif/src/stack_manager.cc
static void event_start_up_stack(UNUSED_ATTR void* context) {bta_sys_init(); // 初始化 bta 层
}

// system/bta/sys/bta_sys_main.cctBTA_SYS_CB bta_sys_cb;void bta_sys_init(void) {memset(&bta_sys_cb, 0, sizeof(tBTA_SYS_CB)); // 这里将 全局的 系统管理控制块清零
}

1. tBTA_SYS_CB（系统管理控制块）

// system/bta/sys/bta_sys_int.h
/* system manager control block */
typedef struct {tBTA_SYS_REG* reg[BTA_ID_MAX]; /* registration structures */bool is_reg[BTA_ID_MAX];       /* registration structures */bool forward_hw_failures;uint16_t sys_features;         /* Bitmask of sys features */tBTA_SYS_CONN_CBACK* prm_cb; /* role management callback registered by DM */tBTA_SYS_CONN_CBACK*ppm_cb; /* low power management callback registered by DM */tBTA_SYS_CONN_CBACK*p_sco_cb; /* SCO connection change callback registered by AV */tBTA_SYS_CONN_CBACK* p_role_cb; /* role change callback registered by AV */tBTA_SYS_COLLISION colli_reg;   /* collision handling module */
#if (BTA_EIR_CANNED_UUID_LIST != TRUE)tBTA_SYS_EIR_CBACK* eir_cb; /* add/remove UUID into EIR */tBTA_SYS_CUST_EIR_CBACK* cust_eir_cb; /* add/remove customer UUID into EIR */
#endiftBTA_SYS_SSR_CFG_CBACK* p_ssr_cb;/* VS event handler */tBTA_SYS_VS_EVT_HDLR* p_vs_evt_hdlr;} tBTA_SYS_CB;

成员名	类型	作用说明	应用场景
reg[BTA_ID_MAX]	tBTA_SYS_REG* 数组	用于存储每个模块（如 A2DP、HFP）的注册信息，包括其事件处理函数等	在 bta_sys_register() 中注册模块，供 bta_sys_event() 分发事件时使用
is_reg[BTA_ID_MAX]	bool 数组	记录每个模块是否已经注册，防止重复注册或未注册模块被调用	初始化过程中用于检测模块是否已注册
forward_hw_failures	bool	是否转发硬件故障信息给上层	某些硬件异常时通知 DM 层或 Profile 层作出响应
sys_features	uint16_t	系统支持的功能特性标志位（如支持哪些 Profile）	模块间可以查询系统功能支持情况
prm_cb	tBTA_SYS_CONN_CBACK*	电源角色管理（PRM）回调函数，由 Device Manager 注册	DM 层响应主从角色变化、链接断开等事件
ppm_cb	tBTA_SYS_CONN_CBACK*	电源低功耗管理（PPM）回调函数，由 Device Manager 注册	控制蓝牙模块进入低功耗模式
p_sco_cb	tBTA_SYS_CONN_CBACK*	SCO 音频链接变化回调函数，通常由 A2DP 或 HFP 注册	语音通话过程中，当 SCO 音频连接状态发生变化时触发
p_role_cb	tBTA_SYS_CONN_CBACK*	主从角色切换回调函数，通常由 AV 注册	例如 A2DP Sink 在连接多个 Source 时主从角色切换通知
colli_reg	tBTA_SYS_COLLISION	冲突处理模块，例如连接请求冲突时的处理策略	两个设备同时发起连接请求时，进行冲突仲裁
eir_cb	tBTA_SYS_EIR_CBACK*	EIR（Extended Inquiry Response）UUID 添加/删除回调	在设备可发现状态下动态调整支持的服务 UUID
cust_eir_cb	tBTA_SYS_CUST_EIR_CBACK*	客户自定义 UUID 添加/删除回调	自定义设备特性时添加私有 UUID 到广播中
p_ssr_cb	tBTA_SYS_SSR_CFG_CBACK*	SSR（Sniff Subrating）配置回调	用于调整低功耗时的通信间隔，常用于 BLE 设备
p_vs_evt_hdlr	tBTA_SYS_VS_EVT_HDLR*	处理厂商自定义 VS（Vendor Specific）事件的回调	厂商定制命令、蓝牙芯片事件处理，如 CSR、Broadcom 扩展

• 可以参照 system/bta/sys/bta_sys_conn.cc 中定义的接口，来参照如何使用。 由于篇幅原因， 这里暂时不介绍。后面单独抽一个篇幅来介绍。

2. bta_sys_register

// system/bta/sys/bta_sys_main.cc
void bta_sys_register(uint8_t id, const tBTA_SYS_REG* p_reg) {bta_sys_cb.reg[id] = (tBTA_SYS_REG*)p_reg;bta_sys_cb.is_reg[id] = true;
}

如下模块都在使用

功能：

• 注册某个模块（Profile）到 BTA 系统，使其能接收事件并被调度。

参数解释：

• id：模块 ID，如 BTA_ID_AV、BTA_ID_HF 等。
• p_reg：包含事件处理函数指针

/* SW sub-systems */
#define BTA_ID_SYS 0 /* system manager */
/* BLUETOOTH PART - from 0 to BTA_ID_BLUETOOTH_MAX */
#define BTA_ID_DM_SEARCH 2      /* device manager search */
#define BTA_ID_DM_SEC 3         /* device manager security */
#define BTA_ID_DG 4             /* data gateway */
#define BTA_ID_AG 5             /* audio gateway */
#define BTA_ID_OPC 6            /* object push client */
#define BTA_ID_OPS 7            /* object push server */
#define BTA_ID_FTS 8            /* file transfer server */
#define BTA_ID_CT 9             /* cordless telephony terminal */
#define BTA_ID_FTC 10           /* file transfer client */
#define BTA_ID_SS 11            /* synchronization server */
#define BTA_ID_PR 12            /* Printer client */
#define BTA_ID_BIC 13           /* Basic Imaging Client */
#define BTA_ID_PAN 14           /* Personal Area Networking */
#define BTA_ID_BIS 15           /* Basic Imaging Server */
#define BTA_ID_ACC 16           /* Advanced Camera Client */
#define BTA_ID_SC 17            /* SIM Card Access server */
#define BTA_ID_AV 18            /* Advanced audio/video */
#define BTA_ID_HD 20            /* HID Device */
#define BTA_ID_CG 21            /* Cordless Gateway */
#define BTA_ID_BP 22            /* Basic Printing Client */
#define BTA_ID_HH 23            /* Human Interface Device Host */
#define BTA_ID_PBS 24           /* Phone Book Access Server */
#define BTA_ID_PBC 25           /* Phone Book Access Client */
#define BTA_ID_JV 26            /* Java */
#define BTA_ID_HS 27            /* Headset */
#define BTA_ID_MSE 28           /* Message Server Equipment */
#define BTA_ID_MCE 29           /* Message Client Equipment */
#define BTA_ID_HL 30            /* Health Device Profile*/
#define BTA_ID_GATTC 31         /* GATT Client */
#define BTA_ID_GATTS 32         /* GATT Client */
#define BTA_ID_SDP 33           /* SDP Client */
#define BTA_ID_BLUETOOTH_MAX 34 /* last BT profile */#define BTA_ID_MAX (44 + BTA_DM_NUM_JV_ID)

内部机制：

• 把 p_reg 保存在 bta_sys_cb.reg[id] 中，供 bta_sys_event() 调用。

应用场景：

• A2DP 模块初始化时调用：
  • bta_sys_register(BTA_ID_AV, &bta_av_reg);
  • 这样之后所有 BTA_ID_AV 的事件都会由 bta_av_hdl_event() 处理。

1. tBTA_SYS_REG

typedef struct {tBTA_SYS_EVT_HDLR* evt_hdlr;tBTA_SYS_DISABLE* disable;
} tBTA_SYS_REG;

成员名	类型	作用	使用场景	注册方式	调用时机
evt_hdlr	tBTA_SYS_EVT_HDLR* （函数指针） 定义：bool (*tBTA_SYS_EVT_HDLR)(BT_HDR* p_msg)	事件处理函数，系统通过它将消息分发给对应模块处理	模块处理通过 bta_sys_sendmsg 投递的事件，如 A2DP 状态机事件等	通过 bta_sys_register(BTA_ID_AV, &bta_av_reg) 注册到 bta_sys_cb.reg[BTA_ID_AV].evt_hdlr	被 bta_sys_event() 调用，用于处理模块收到的 BT_HDR 消息
disable	tBTA_SYS_DISABLE* （函数指针） 定义：void (*tBTA_SYS_DISABLE)(void)	模块禁用函数，当 BTA 模块整体被禁用时调用，用于释放资源、关闭状态机等	关闭蓝牙或卸载模块时，做清理工作，如断开连接、释放内存、复位状态等	同样在 bta_sys_register() 时注册	被 bta_sys_disable() 调用，用于逐个模块执行注销/清理操作

A2DP 模块注册过程（参考 bta_av_api.cc）

static const tBTA_SYS_REG bta_av_reg = {bta_av_hdl_event, BTA_AvDisable};void BTA_AvEnable(tBTA_AV_FEAT features, tBTA_AV_CBACK* p_cback) {bta_sys_register(BTA_ID_AV, &bta_av_reg);}

• 当 bta_sys_event() 接收到 BT_HDR 类型消息，并判断 event >> 8 == BTA_ID_AV 时：
  • 会调用：bta_sys_cb.reg[BTA_ID_AV].evt_hdlr(p_msg) → 即 bta_av_hdl_event(p_msg)
• 当关闭蓝牙模块时：
  • 会调用：bta_sys_cb.reg[BTA_ID_AV].disable() → 即 bta_av_disable()

3. bta_sys_sendmsg/bta_sys_sendmsg_delayed

// 向 BTA 系统消息队列（BTU 线程中运行的）发送一条消息事件。
//  本质上是将 p_msg 指向的事件结构体投递到 BTU 线程的任务消息队列。 
//  最终由 btu_task 中循环读取并调用对应的事件处理器。
void bta_sys_sendmsg(void* p_msg) {if (do_in_main_thread(FROM_HERE,base::Bind(&bta_sys_event, static_cast<BT_HDR_RIGID*>(p_msg))) !=BT_STATUS_SUCCESS) {LOG(ERROR) << __func__ << ": do_in_main_thread failed";}
}// 延时发送到 BTU 线程中处理
void bta_sys_sendmsg_delayed(void* p_msg, const base::TimeDelta& delay) {if (do_in_main_thread_delayed(FROM_HERE,base::Bind(&bta_sys_event, static_cast<BT_HDR_RIGID*>(p_msg)),delay) != BT_STATUS_SUCCESS) {LOG(ERROR) << __func__ << ": do_in_main_thread_delayed failed";}
}

举例：

• 当 A2DP 解码器准备好音频数据时，通过 bta_sys_sendmsg 发送一个事件（例如 BTA_AV_START_EVT），这个事件最终在 bta_av_hdl_event() 中被处理。

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4. bta_sys_event

static void bta_sys_event(BT_HDR_RIGID* p_msg) {uint8_t id;bool freebuf = true;APPL_TRACE_EVENT("%s: Event 0x%x", __func__, p_msg->event);/* get subsystem id from event */id = (uint8_t)(p_msg->event >> 8);/* verify id and call subsystem event handler */if ((id < BTA_ID_MAX) && (bta_sys_cb.reg[id] != NULL)) {freebuf = (*bta_sys_cb.reg[id]->evt_hdlr)(p_msg);} else {LOG_INFO("Ignoring receipt of unregistered event id:%s",BtaIdSysText(id).c_str());}if (freebuf) {osi_free(p_msg);}
}

功能：

• BTA 系统的“中央调度函数”，用于分发消息给注册的模块（如 A2DP、HFP）。

核心流程：

1. 读取 p_msg->event 中的模块 ID（例如 BTA_ID_AV）。
2. 在全局数组 bta_sys_cb.reg 中查找对应模块的回调函数。
3. 调用对应模块注册的事件处理器（例如 bta_av_hdl_event()）。

场景举例：

• 当有 BT_HDR 类型消息抵达（可能通过 bta_sys_sendmsg 发来），bta_sys_event() 被调用并分发事件。

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5. bta_sys_start_timer

参数名	类型	含义
alarm	alarm_t*	由上层分配的定时器对象指针
interval_ms	uint64_t	定时器延时毫秒数
event	uint16_t	延时后要发送的事件代码
layer_specific	uint16_t	附加信息字段（例如状态机实例 ID）

void bta_sys_start_timer(alarm_t* alarm, uint64_t interval_ms, uint16_t event,uint16_t layer_specific) {// BT_HDR_RIGID 是一种标准事件数据结构（也是 BT_HDR 的变种），用于传递事件。// 动态分配内存，用来保存事件数据。BT_HDR_RIGID* p_buf = (BT_HDR_RIGID*)osi_malloc(sizeof(BT_HDR_RIGID));p_buf->event = event;// event 字段用来指定事件类型（如 `BTA_AV_START_EVT` 等）。p_buf->layer_specific = layer_specific; // layer_specific 字段用于传递额外上下文信息，通常是状态机 ID、连接 handle 等。/* 使用 Android 蓝牙的定时器框架 alarm_set_on_mloop，表示：  在主循环线程（mainloop）中，延迟 interval_ms 毫秒后调用 bta_sys_sendmsg(p_buf)。bta_sys_sendmsg 会把这个事件投递给 BTU 线程的消息队列，最终通过 bta_sys_event()派发到对应模块的事件处理函数*/alarm_set_on_mloop(alarm, interval_ms, bta_sys_sendmsg, p_buf);
}

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3. 整体运行流程图（简化）

4.实际场景分析：A2DP 连接过程中的调度

1. 用户点击播放音乐 → Android Framework 发出 A2DP 连接请求。
2. JNI → btif层 → 调用 A2DP 初始化函数。
3. A2DP 调用 bta_sys_register(BTA_ID_AV, &bta_av_reg) 注册自身。
4. A2DP 通过 bta_sys_sendmsg 发起连接请求事件。
5. 事件进入 btu_task 循环 → 被 bta_sys_event 分发到 A2DP。
6. A2DP 状态机进入连接中状态，并设置超时定时器 bta_sys_start_timer。
7. 若超时无响应，则定时器触发事件，再由 bta_sys_event 调度超时逻辑。