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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.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.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(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struct ast_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sip debug/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：

   1 int main(int argc, char *argv[])
   2 
   3 {
   4 
   5        int c;
   6 
   7        char filename[80] = "";
   8 
   9        char hostname[MAXHOSTNAMELEN] = "";
  10 
  11        char tmp[80];
  12 
  13        char * xarg = NULL;
  14 
  15        int x;
  16 
  17        FILE *f;
  18 
  19        sigset_t sigs;
  20 
  21        int num;
  22 
  23        int isroot = 1;
  24 
  25        char *buf;
  26 
  27        char *runuser = NULL, *rungroup = NULL;
  28 
  29 /*保存命令行参数(argv[]->_argv[])，以便程序重启时使用*/
  30 
  31        /* Remember original args for restart */
  32 
  33        if (argc > sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0]) - 1) {
  34 
  35               fprintf(stderr, "Truncating argument size to %d\n", (int)(sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0])) - 1);
  36 
  37               argc = sizeof(_argv) / sizeof(_argv[0]) - 1;
  38 
  39        }
  40 
  41        for (x=0; x<argc; x++)
  42 
  43               _argv[x] = argv[x];
  44 
  45        _argv[x] = NULL;
  46 
  47        if (geteuid() != 0)
  48 
  49               isroot = 0;
  50 
  51 /*命令如果是rasterisk，设置AST_OPT_FLAG_NO_FORK和AST_OPT_FLAG_REMOTE标志位*/
  52 
  53        /* if the progname is rasterisk consider it a remote console */
  54 
  55        if (argv[0] && (strstr(argv[0], "rasterisk")) != NULL) {
  56 
  57               ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK | AST_OPT_FLAG_REMOTE);
  58 
  59        }
  60 
  61 /*得到当前主机名,在启动时打印出来*/
  62 
  63        if (gethostname(hostname, sizeof(hostname)-1))
  64 
  65               ast_copy_string(hostname, "<Unknown>", sizeof(hostname));
  66 
  67 /*获取当前的进程标识*/
  68 
  69        ast_mainpid = getpid();
  70 
  71 /*建立mu-law和a-law转换表*/
  72 
  73        ast_ulaw_init();
  74 
  75        ast_alaw_init();
  76 
  77 /*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*/
  78 
  79        callerid_init();
  80 
  81 /*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() */
  82 
  83        ast_builtins_init();
  84 
  85 /*初始化base64转换*/
  86 
  87        ast_utils_init();
  88 
  89 /* tty/tdd初始化*/
  90 
  91        tdd_init();
  92 
  93 /*设置用户历史命令的保存路径*/
  94 
  95        if (getenv("HOME"))
  96 
  97               snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/.asterisk_history", getenv("HOME"));
  98 
  99        /* Check for options */
 100 
 101 /*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*/
 102 
 103        while ((c = getopt(argc, argv, "mtThfFdvVqprRgciInx:U:G:C:L:M:")) != -1) {
 104 
 105               switch (c) {
 106 
 107 #if HAVE_WORKING_FORK
 108 
 109               case 'F':
 110 
 111                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_ALWAYS_FORK);
 112 
 113                      break;
 114 
 115               case 'f':
 116 
 117                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK);
 118 
 119                      break;
 120 
 121 #endif
 122 
 123               case 'd':
 124 
 125                      option_debug++;
 126 
 127                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK);
 128 
 129                      break;
 130 
 131               case 'c':
 132 
 133                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK | AST_OPT_FLAG_CONSOLE);
 134 
 135                      break;
 136 
 137               case 'n':
 138 
 139                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_COLOR);
 140 
 141                      break;
 142 
 143               case 'r':
 144 
 145                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK | AST_OPT_FLAG_REMOTE);
 146 
 147                      break;
 148 
 149               case 'R':
 150 
 151                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK | AST_OPT_FLAG_REMOTE | AST_OPT_FLAG_RECONNECT);
 152 
 153                      break;
 154 
 155               case 'p':
 156 
 157                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_HIGH_PRIORITY);
 158 
 159                      break;
 160 
 161               case 'v':
 162 
 163                      option_verbose++;
 164 
 165                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_NO_FORK);
 166 
 167                      break;
 168 
 169               case 'm':
 170 
 171                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_MUTE);
 172 
 173                      break;
 174 
 175               case 'M':
 176 
 177                      if ((sscanf(optarg, "%d", &option_maxcalls) != 1) || (option_maxcalls < 0))
 178 
 179                             option_maxcalls = 0;
 180 
 181                      break;
 182 
 183               case 'L':
 184 
 185                      if ((sscanf(optarg, "%lf", &option_maxload) != 1) || (option_maxload < 0.0))
 186 
 187                             option_maxload = 0.0;
 188 
 189                      break;
 190 
 191               case 'q':
 192 
 193                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_QUIET);
 194 
 195                      break;
 196 
 197               case 't':
 198 
 199                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_CACHE_RECORD_FILES);
 200 
 201                      break;
 202 
 203               case 'T':
 204 
 205                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_TIMESTAMP);
 206 
 207                      break;
 208 
 209               case 'x':
 210 
 211                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_EXEC);
 212 
 213                      xarg = ast_strdupa(optarg);
 214 
 215                      break;
 216 
 217               case 'C':
 218 
 219                      ast_copy_string(ast_config_AST_CONFIG_FILE, optarg, sizeof(ast_config_AST_CONFIG_FILE));
 220 
 221                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_OVERRIDE_CONFIG);
 222 
 223                      break;
 224 
 225               case 'I':
 226 
 227                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_INTERNAL_TIMING);
 228 
 229                      break;
 230 
 231               case 'i':
 232 
 233                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_INIT_KEYS);
 234 
 235                      break;
 236 
 237               case 'g':
 238 
 239                      ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_DUMP_CORE);
 240 
 241                      break;
 242 
 243               case 'h':
 244 
 245                      show_cli_help();
 246 
 247                      exit(0);
 248 
 249               case 'V':
 250 
 251                      show_version();
 252 
 253                      exit(0);
 254 
 255               case 'U':
 256 
 257                      runuser = ast_strdupa(optarg);
 258 
 259                      break;
 260 
 261               case 'G':
 262 
 263                      rungroup = ast_strdupa(optarg);
 264 
 265                      break;
 266 
 267               case '?':
 268 
 269                      exit(1);
 270 
 271               }
 272 
 273        }
 274 
 275 /*如果用了-c或者-v或者-r并且没有-x cmd参数，则打印欢迎信息*/
 276 
 277        if (ast_opt_console || option_verbose || (ast_opt_remote && !ast_opt_exec)) {
 278 
 279               ast_register_verbose(console_verboser);
 280 
 281               WELCOME_MESSAGE;
 282 
 283        }
 284 
 285 /*如果没有开调试则简单打印Booting */
 286 
 287        if (ast_opt_console && !option_verbose)
 288 
 289               ast_verbose("[ Booting\n");
 290 
 291 /*显示控制台时，不论是本地还是远程，都不能使用-F参数，否则无效*/
 292 
 293        if (ast_opt_always_fork && (ast_opt_remote || ast_opt_console)) {
 294 
 295               ast_log(LOG_WARNING, "'alwaysfork' is not compatible with console or remote console mode; ignored\n");
 296 
 297               ast_clear_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_ALWAYS_FORK);
 298 
 299        }
 300 
 301        /* For remote connections, change the name of the remote connection.
 302 
 303         * We do this for the benefit of init scripts (which need to know if/when
 304 
 305         * the main asterisk process has died yet). */
 306 
 307        if (ast_opt_remote) {
 308 
 309               strcpy(argv[0], "rasterisk");
 310 
 311               for (x = 1; x < argc; x++) {
 312 
 313                      argv[x] = argv[0] + 10;
 314 
 315               }
 316 
 317        }
 318 
 319 /*读取主配置文件，主配置文件是由make menuselect配置的*/
 320 
 321        if (ast_opt_console && !option_verbose)
 322 
 323               ast_verbose("[ Reading Master Configuration ]\n");
 324 
 325        ast_readconfig();
 326 
 327 /*如果启动加了-g，取消core dump文件的大小限制*/
 328 
 329        if (ast_opt_dump_core) {
 330 
 331               struct rlimit l;
 332 
 333               memset(&l, 0, sizeof(l));
 334 
 335               l.rlim_cur = RLIM_INFINITY;
 336 
 337               l.rlim_max = RLIM_INFINITY;
 338 
 339               if (setrlimit(RLIMIT_CORE, &l)) {
 340 
 341                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to disable core size resource limit: %s\n", strerror(errno));
 342 
 343               }
 344 
 345        }
 346 
 347 /*修改用户和组权限*/
 348 
 349        if ((!rungroup) && !ast_strlen_zero(ast_config_AST_RUN_GROUP))
 350 
 351               rungroup = ast_config_AST_RUN_GROUP;
 352 
 353        if ((!runuser) && !ast_strlen_zero(ast_config_AST_RUN_USER))
 354 
 355               runuser = ast_config_AST_RUN_USER;
 356 
 357 #ifndef __CYGWIN__
 358 
 359        if (isroot)
 360 
 361               ast_set_priority(ast_opt_high_priority);
 362 
 363        if (isroot && rungroup) {
 364 
 365               struct group *gr;
 366 
 367               gr = getgrnam(rungroup);
 368 
 369               if (!gr) {
 370 
 371                      ast_log(LOG_WARNING, "No such group '%s'!\n", rungroup);
 372 
 373                      exit(1);
 374 
 375               }
 376 
 377               if (setgid(gr->gr_gid)) {
 378 
 379                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to setgid to %d (%s)\n", (int)gr->gr_gid, rungroup);
 380 
 381                      exit(1);
 382 
 383               }
 384 
 385               if (setgroups(0, NULL)) {
 386 
 387                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to drop unneeded groups\n");
 388 
 389                      exit(1);
 390 
 391               }
 392 
 393               if (option_verbose)
 394 
 395                      ast_verbose("Running as group '%s'\n", rungroup);
 396 
 397        }
 398 
 399        if (runuser && !ast_test_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_REMOTE)) {
 400 
 401 #ifdef HAVE_CAP
 402 
 403               int has_cap = 1;
 404 
 405 #endif /* HAVE_CAP */
 406 
 407               struct passwd *pw;
 408 
 409               pw = getpwnam(runuser);
 410 
 411               if (!pw) {
 412 
 413                      ast_log(LOG_WARNING, "No such user '%s'!\n", runuser);
 414 
 415                      exit(1);
 416 
 417               }
 418 
 419 #ifdef HAVE_CAP
 420 
 421               if (prctl(PR_SET_KEEPCAPS, 1, 0, 0, 0)) {
 422 
 423                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to keep capabilities.\n");
 424 
 425                      has_cap = 0;
 426 
 427               }
 428 
 429 #endif /* HAVE_CAP */
 430 
 431               if (!isroot && pw->pw_uid != geteuid()) {
 432 
 433                      ast_log(LOG_ERROR, "Asterisk started as nonroot, but runuser '%s' requested.\n", runuser);
 434 
 435                      exit(1);
 436 
 437               }
 438 
 439               if (!rungroup) {
 440 
 441                      if (setgid(pw->pw_gid)) {
 442 
 443                             ast_log(LOG_WARNING, "Unable to setgid to %d!\n", (int)pw->pw_gid);
 444 
 445                             exit(1);
 446 
 447                      }
 448 
 449                      if (isroot && initgroups(pw->pw_name, pw->pw_gid)) {
 450 
 451                             ast_log(LOG_WARNING, "Unable to init groups for '%s'\n", runuser);
 452 
 453                             exit(1);
 454 
 455                      }
 456 
 457               }
 458 
 459               if (setuid(pw->pw_uid)) {
 460 
 461                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to setuid to %d (%s)\n", (int)pw->pw_uid, runuser);
 462 
 463                      exit(1);
 464 
 465               }
 466 
 467               if (option_verbose)
 468 
 469                      ast_verbose("Running as user '%s'\n", runuser);
 470 
 471 #ifdef HAVE_CAP
 472 
 473               if (has_cap) {
 474 
 475                      cap_t cap;
 476 
 477                      cap = cap_from_text("cap_net_admin=ep");
 478 
 479                      if (cap_set_proc(cap))
 480 
 481                             ast_log(LOG_WARNING, "Unable to install capabilities.\n");
 482 
 483                      if (cap_free(cap))
 484 
 485                             ast_log(LOG_WARNING, "Unable to drop capabilities.\n");
 486 
 487               }
 488 
 489 #endif /* HAVE_CAP */
 490 
 491        }
 492 
 493 #endif /* __CYGWIN__ */
 494 
 495 #ifdef linux
 496 
 497        if (geteuid() && ast_opt_dump_core) {
 498 
 499               if (prctl(PR_SET_DUMPABLE, 1, 0, 0, 0) < 0) {
 500 
 501                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to set the process for core dumps after changing to a non-root user. %s\n", strerror(errno));
 502 
 503               }   
 504 
 505        }
 506 
 507 #endif
 508 
 509 /*初始化模拟终端ast_term_init(),默认是VT100*/
 510 
 511        ast_term_init();
 512 
 513        printf(term_end());
 514 
 515        fflush(stdout);
 516 
 517        if (ast_opt_console && !option_verbose)
 518 
 519               ast_verbose("[ Initializing Custom Configuration Options ]\n");
 520 
 521        /* custom config setup */
 522 
 523 /*注册命令core show config mappings*/
 524 
 525        register_config_cli();
 526 
 527 /*配置文件的映射和绑定*/
 528 
 529        read_config_maps();
 530 
 531        if (ast_opt_console) {
 532 
 533               if (el_hist == NULL || el == NULL)
 534 
 535                      ast_el_initialize();
 536 
 537               if (!ast_strlen_zero(filename))
 538 
 539                      ast_el_read_history(filename);
 540 
 541        }
 542 
 543 /*设置和检查本地或远程终端的连接*/
 544 
 545        if (ast_tryconnect()) {
 546 
 547               /* One is already running */
 548 
 549               if (ast_opt_remote) {
 550 
 551                      if (ast_opt_exec) {
 552 
 553                             ast_remotecontrol(xarg);
 554 
 555                             quit_handler(0, 0, 0, 0);
 556 
 557                             exit(0);
 558 
 559                      }
 560 
 561                      printf(term_quit());
 562 
 563                      ast_remotecontrol(NULL);
 564 
 565                      quit_handler(0, 0, 0, 0);
 566 
 567                      exit(0);
 568 
 569               } else {
 570 
 571                      ast_log(LOG_ERROR, "Asterisk already running on %s.  Use 'asterisk -r' to connect.\n", ast_config_AST_SOCKET);
 572 
 573                      printf(term_quit());
 574 
 575                      exit(1);
 576 
 577               }
 578 
 579        } else if (ast_opt_remote || ast_opt_exec) {
 580 
 581               ast_log(LOG_ERROR, "Unable to connect to remote asterisk (does %s exist?)\n", ast_config_AST_SOCKET);
 582 
 583               printf(term_quit());
 584 
 585               exit(1);
 586 
 587        }
 588 
 589        /* Blindly write pid file since we couldn't connect */
 590 
 591        unlink(ast_config_AST_PID);
 592 
 593        f = fopen(ast_config_AST_PID, "w");
 594 
 595        if (f) {
 596 
 597               fprintf(f, "%ld\n", (long)getpid());
 598 
 599               fclose(f);
 600 
 601        } else
 602 
 603               ast_log(LOG_WARNING, "Unable to open pid file '%s': %s\n", ast_config_AST_PID, strerror(errno));
 604 
 605 #if HAVE_WORKING_FORK
 606 
 607        if (ast_opt_always_fork || !ast_opt_no_fork) {
 608 
 609 #ifndef HAVE_SBIN_LAUNCHD
 610 
 611               daemon(1, 0);
 612 
 613               ast_mainpid = getpid();
 614 
 615               /* Blindly re-write pid file since we are forking */
 616 
 617               unlink(ast_config_AST_PID);
 618 
 619               f = fopen(ast_config_AST_PID, "w");
 620 
 621               if (f) {
 622 
 623                      fprintf(f, "%ld\n", (long)ast_mainpid);
 624 
 625                      fclose(f);
 626 
 627               } else
 628 
 629                      ast_log(LOG_WARNING, "Unable to open pid file '%s': %s\n", ast_config_AST_PID, strerror(errno));
 630 
 631 #else
 632 
 633               ast_log(LOG_WARNING, "Mac OS X detected.  Use '/sbin/launchd -d' to launch with the nofork option.\n");
 634 
 635 #endif
 636 
 637        }
 638 
 639 #endif
 640 
 641        /* Test recursive mutex locking. */
 642 
 643 /*测试线程安全，避免出现死锁*/
 644 
 645        if (test_for_thread_safety())
 646 
 647               ast_verbose("Warning! Asterisk is not thread safe.\n");
 648 
 649 /*创建用于和控制台交互的服务器端socket接口*/
 650 
 651        ast_makesocket();
 652 
 653 /*加入信号集，设置掩码，以及注册信号的相应handler */
 654 
 655        sigemptyset(&sigs);
 656 
 657        sigaddset(&sigs, SIGHUP);
 658 
 659        sigaddset(&sigs, SIGTERM);
 660 
 661        sigaddset(&sigs, SIGINT);
 662 
 663        sigaddset(&sigs, SIGPIPE);
 664 
 665        sigaddset(&sigs, SIGWINCH);
 666 
 667        pthread_sigmask(SIG_BLOCK, &sigs, NULL);
 668 
 669        signal(SIGURG, urg_handler);
 670 
 671        signal(SIGINT, __quit_handler);
 672 
 673        signal(SIGTERM, __quit_handler);
 674 
 675        signal(SIGHUP, hup_handler);
 676 
 677        signal(SIGCHLD, child_handler);
 678 
 679        signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
 680 
 681        /* ensure that the random number generators are seeded with a different value every time
 682 
 683           Asterisk is started
 684 
 685        */
 686 
 687 /*设置种子并初始化随机数发生器*/
 688 
 689        srand((unsigned int) getpid() + (unsigned int) time(NULL));
 690 
 691        initstate((unsigned int) getpid() * 65536 + (unsigned int) time(NULL), randompool, sizeof(randompool));
 692 
 693 /*初始化日志模块*/
 694 
 695        if (init_logger()) {
 696 
 697               printf(term_quit());
 698 
 699               exit(1);
 700 
 701        }
 702 
 703 #ifdef HAVE_ZAPTEL
 704 
 705        {
 706 
 707               int fd;
 708 
 709               int x = 160;
 710 
 711               fd = open("/dev/zap/timer", O_RDWR);
 712 
 713               if (fd >= 0) {
 714 
 715                      if (ioctl(fd, ZT_TIMERCONFIG, &x)) {
 716 
 717                             ast_log(LOG_ERROR, "You have Zaptel built and drivers loaded, but the Zaptel timer test failed to set ZT_TIMERCONFIG to %d.\n", x);
 718 
 719                             exit(1);
 720 
 721                      }
 722 
 723                      if ((x = ast_wait_for_input(fd, 300)) < 0) {
 724 
 725                             ast_log(LOG_ERROR, "You have Zaptel built and drivers loaded, but the Zaptel timer could not be polled during the Zaptel timer test.\n");
 726 
 727                             exit(1);
 728 
 729                      }
 730 
 731                      if (!x) {
 732 
 733                             const char zaptel_timer_error[] = {
 734 
 735                                    "Asterisk has detected a problem with your Zaptel configuration and will shutdown for your protection.  You have options:"
 736 
 737                                    "\n\t1. You only have to compile Zaptel support into Asterisk if you need it.  One option is to recompile without Zaptel support."
 738 
 739                                    "\n\t2. You only have to load Zaptel drivers if you want to take advantage of Zaptel services.  One option is to unload zaptel modules if you don't need them."
 740 
 741                                    "\n\t3. If you need Zaptel services, you must correctly configure Zaptel."
 742 
 743                             };
 744 
 745                             ast_log(LOG_ERROR, "%s\n", zaptel_timer_error);
 746 
 747                             exit(1);
 748 
 749                      }
 750 
 751                      close(fd);
 752 
 753               }
 754 
 755        }
 756 
 757 #endif
 758 
 759 /*注册threadstorage show allocations和threadstorage show summary这两个命令*/
 760 
 761        threadstorage_init();
 762 
 763        astobj2_init();
 764 
 765        ast_autoservice_init();
 766 
 767 /*加载配置文件/etc/asterisk/modules.conf中标记为preload的模块，再去掉标记为noload的模块*/
 768 
 769        if (load_modules(1)) {
 770 
 771               printf(term_quit());
 772 
 773               exit(1);
 774 
 775        }
 776 
 777 /* DNS manager的初始化*/
 778 
 779        if (dnsmgr_init()) {
 780 
 781               printf(term_quit());
 782 
 783               exit(1);
 784 
 785        }
 786 
 787 /*配置http服务器*/
 788 
 789        ast_http_init();
 790 
 791 /*注册两个命令core show channeltypes和core show channeltype */
 792 
 793        ast_channels_init();
 794 
 795 /*注册管理命令*/
 796 
 797        if (init_manager()) {
 798 
 799               printf(term_quit());
 800 
 801               exit(1);
 802 
 803        }
 804 
 805 /*用来创建一个调度上下文以及注册相应的命令,然后用do_reload来读取配置文件cdr.conf和创建后台线程do_cdr */
 806 
 807        if (ast_cdr_engine_init()) {
 808 
 809               printf(term_quit());
 810 
 811               exit(1);
 812 
 813        }
 814 
 815 /*用来创建一个后台线程轮巡设备的状态，如果发生变化则及时通告*/
 816 
 817        if (ast_device_state_engine_init()) {
 818 
 819               printf(term_quit());
 820 
 821               exit(1);
 822 
 823        }
 824 
 825 /*注册rtp,rtcp,stun相关的CLI命令，然后调用ast_rtp_reload()读取配置文件rtp.conf，设置相关参数*/
 826 
 827        ast_rtp_init();
 828 
 829 /*注册udptl相关的CLI命令，然后调用ast_udptl_reload()读取配置文件udptl.conf，设置相关参数*/
 830 
 831        ast_udptl_init();
 832 
 833 /*注册core show image formats */
 834 
 835        if (ast_image_init()) {
 836 
 837               printf(term_quit());
 838 
 839               exit(1);
 840 
 841        }
 842 
 843 /*注册core show file formats */
 844 
 845        if (ast_file_init()) {
 846 
 847               printf(term_quit());
 848 
 849               exit(1);
 850 
 851        }
 852 
 853 /*注册dialplan相关的CLI命令，然后调用ast_register_application来注册所有的app */
 854 
 855        if (load_pbx()) {
 856 
 857               printf(term_quit());
 858 
 859               exit(1);
 860 
 861        }
 862 
 863 /*注册与codec相关的CLI命令*/
 864 
 865        if (init_framer()) {
 866 
 867               printf(term_quit());
 868 
 869               exit(1);
 870 
 871        }
 872 
 873 /*注册与database相关的CLI命令，然后再注册两个管理命令DBGet和DBPut */
 874 
 875        if (astdb_init()) {
 876 
 877               printf(term_quit());
 878 
 879               exit(1);
 880 
 881        }
 882 
 883 /*读取配置文件enum.conf，初始化支持ENUM(e164)的子系统*/
 884 
 885        if (ast_enum_init()) {
 886 
 887               printf(term_quit());
 888 
 889               exit(1);
 890 
 891        }
 892 
 893 /* load_modules(0)加载所有其它需要加载的动态链接库*/
 894 
 895        if (load_modules(0)) {
 896 
 897               printf(term_quit());
 898 
 899               exit(1);
 900 
 901        }
 902 
 903        dnsmgr_start_refresh();
 904 
 905        /* We might have the option of showing a console, but for now just
 906 
 907           do nothing */
 908 
 909        if (ast_opt_console && !option_verbose)
 910 
 911               ast_verbose(" ]\n");
 912 
 913        if (option_verbose || ast_opt_console)
 914 
 915               ast_verbose(term_color(tmp, "Asterisk Ready.\n", COLOR_BRWHITE, COLOR_BLACK, sizeof(tmp)));
 916 
 917        if (ast_opt_no_fork)
 918 
 919               consolethread = pthread_self();
 920 
 921 /*创建管道*/
 922 
 923        if (pipe(sig_alert_pipe))
 924 
 925               sig_alert_pipe[0] = sig_alert_pipe[1] = -1;
 926 
 927        ast_set_flag(&ast_options, AST_OPT_FLAG_FULLY_BOOTED);
 928 
 929        pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &sigs, NULL);
 930 
 931 #ifdef __AST_DEBUG_MALLOC
 932 
 933        __ast_mm_init();
 934 
 935 #endif   
 936 
 937        time(&ast_startuptime);
 938 
 939 /*注册asterisk相关的命令，比如stop,restart,halt等等*/
 940 
 941        ast_cli_register_multiple(cli_asterisk, sizeof(cli_asterisk) / sizeof(struct ast_cli_entry));
 942 
 943        if (ast_opt_console) {
 944 
 945               /* Console stuff now */
 946 
 947               /* Register our quit function */
 948 
 949               char title[256];
 950 
 951               pthread_attr_t attr;
 952 
 953               pthread_t dont_care;
 954 
 955 /*创建线程，轮询上面创建的sig_alert_pipe管道*/
 956 
 957               pthread_attr_init(&attr);
 958 
 959               pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
 960 
 961               ast_pthread_create(&dont_care, &attr, monitor_sig_flags, NULL);
 962 
 963               pthread_attr_destroy(&attr);
 964 
 965               set_icon("Asterisk");
 966 
 967               snprintf(title, sizeof(title), "Asterisk Console on '%s' (pid %ld)", hostname, (long)ast_mainpid);
 968 
 969               set_title(title);
 970 
 971 /*接收和处理控制台命令*/
 972 
 973               for (;;) {
 974 
 975                      buf = (char *)el_gets(el, &num);
 976 
 977                      if (!buf && write(1, "", 1) < 0)
 978 
 979                             goto lostterm;
 980 
 981                      if (buf) {
 982 
 983                             if (buf[strlen(buf)-1] == '\n')
 984 
 985                                    buf[strlen(buf)-1] = '\0';
 986 
 987                             consolehandler((char *)buf);
 988 
 989                      } else if (ast_opt_remote && (write(STDOUT_FILENO, "\nUse EXIT or QUIT to exit the asterisk console\n",
 990 
 991                                strlen("\nUse EXIT or QUIT to exit the asterisk console\n")) < 0)) {
 992 
 993                             /* Whoa, stdout disappeared from under us Make /dev/null's */
 994 
 995                             int fd;
 996 
 997                             fd = open("/dev/null", O_RDWR);
 998 
 999                             if (fd > -1) {
1000 
1001                                    dup2(fd, STDOUT_FILENO);
1002 
1003                                    dup2(fd, STDIN_FILENO);
1004 
1005                             } else
1006 
1007                                    ast_log(LOG_WARNING, "Failed to open /dev/null to recover from dead console. Bad things will happen!\n");
1008 
1009                             break;
1010 
1011                      }
1012 
1013               }
1014 
1015        }
1016 
1017        monitor_sig_flags(NULL);
1018 
1019 lostterm:
1020 
1021        return 0;
1022 
1023 }

三、asterisk基本呼叫流程

从内核的角度去分析问题时，弄清楚呼叫流程是非常关键的，只有理清了呼叫流程，才能从流程的各个环节细节中分析出问题所在。

Asterisk所有功能都是基于函数调用的模式，呼叫流程也不例外。因此如何从一团乱麻似的内核函数调用中理出函数调用执行路线，是解读呼叫流程的关键。

所有呼叫都跟astersisk的channel有关。这路通话都包含一个incoming连接和一个outbound连接。每个电话都是通过对应 的channel程序建立起来的，比如Chan_sip,Chan_zap,Chan_iax2等等。每一类的channel，都拥有自己私有的 channel数据结构，例如chan_sip的struct sip_pvt结构，这些私有的结构从属于一个通用的Asterisk通道数据结构中，具体定义在channel.h的struct ast_channe中。

下图是asterisk 的呼叫流程图：

我们以sip的呼叫过程为例来描述，其他channel的呼叫过程基本类似。

Astersik下注册的sip用户主动发起一个呼叫的函数调用过程(incoming)如下：

do_monitor->sipsock_read->handle_request->handle_request_invite->sip_new/ast_pbx_start->pbx_thread->__ast_pbx_run

-> ast_spawn_extension ->pbx_extension_helper->pbx_exec->执行dialplan

当Chan_sip模块被加载时，会启动一个独立的监听线程do_monitor，不断侦听sip端口上的外部消息；

当sip用户拨叫被叫号码后，chan_sip的do_monitor调用sipsock_read函数，在sip端口收到invite消息，然后就调用handle_request和handle_request_invite进行处理。

在handle_request_invite中，首先解析invite消息，对该sip用户的业务属性分析，确认被叫可达，然后就调用sip_new申请channel资源，并调用ast_pbx_start函数启动一个pbx_thread线程来专门处理该呼叫。

pbx_thread线程调用__ast_pbx_run。

__ast_pbx_run是一个衔接dialplan和内核的关键函数，它首先调用ast_exists_extension函数，根据分机号码 的context属性，匹配到对应的dialplan；然后进入一个for死循环，逐条执行dialplan对应的context中的语句。

pbx_extension_helper函数调用pbx_extension_helper，在pbx_extension_helper中调用 pbx_find_extension找到对应的context后，通过verbose打印dialplan执行语句“Executing ……”，同时调用pbx_exec执行该dialplan。执行到dial语句呼叫被叫。

在等待被叫接通的过程中，完成媒体协商过程，向主叫发送180、200OK消息接通呼叫。

当其他用户呼叫asterisk的sip用户时，函数调用过程（outbound）如下： Dial->dial_exec->dial_exec_full->ast_request/ast_call/wait_for_answer/ ast_bridge_call

呼叫执行到dial时，pbx_exec调用application dial的接口函数dial_exec，dial_exec调用dial_exec_full。

在dial_exec_full中，首先调用ast_request，在ast_request调用chan_sip对应的回调函数 sip_request_call为该被叫sip用户申请channel资源。然后调用ast_call，在ast_call中调用chan_sip对应 的回调函数sip_call向被叫发送INVITE消息，呼叫被叫SIP用户。

然后该呼叫线程会调用wait_for_answer等待被叫接通。

在呼叫接通后，也即wait_for_answer函数返回，在dial_exec_full中调用ast_bridge_call桥接媒体，这样呼叫就正式接通了。