平时打手机，用手机上网用的最多的就是2G/2.5G的gsm和gprs。究竟有多少人知道这个GSM/GPRS协议栈是如何工作的？
现在3G：WCDMA/CDMA2000/TDSCDMA等3G技术，即UMTS越来越扮演者重要的角色。但是究竟有多少人知道原来UMTS的数据传输除了空中接口即，a-bis接口发生了巨大变化外，其他的协议部分整体上是与GSM/GPRS，尤其是GPRS很相近的。
大家都学过TCP/IP协议栈，都知道MAC/IP/TCP+UDP/APP的协议结构。但是未来越来越重要的移动通信的基础的协议栈有谁留意过吗？
TCP/IP有开源的源代码，而GSM/GPRS的源代码可是有着非常强的版权保护的。我们都知道MTK是中国山寨的鼻祖，他家的核心技术之一当然就是通信芯片，而通信芯片中的核心当然就是协议栈啦，而他家的协议栈据我了解其实是英国CCWW公司授权的，也就是从外国人那里买过来的源代码，跟高通卖CDMA的方式差不多啦。
我们有没有必要深入的学习一下GSM/GPRS这个已经似乎有点过时的协议栈呢？我想现在很多喜欢操作系统的同学一定知道当今的Linux2.6和Linux0.1之间的血脉关系吧：虽然基本全变了（我们的GSM/GPRS和如今的UMTS可不是基本全变啊~），但是其哲学原理还是一样的（强烈推荐《操作系统之哲学原理》这本书，看的热血沸腾哦）
因为兴趣，因为项目的原因，我将会努力的把这个系列写完，为了鞭策自己，也可以给大家学习提供一些小小的参考。
这个系列和关于GSM/GPRS的教科书最大的区别就是完全以源代码为主线，而已经被国内外的无数教材和标准规范写烂了的内容，这里就会尽量少的设计。这个系列不是一个GSM/GPRS的入门读物，最开始的形式我尽可能的写的通俗易懂、由浅入深，从整体到局部，从概念到原理。但是这个总归是我的学习过程的一个小的总结和抽象，以为个人的背景知识不同，可能理解的程度也不同，我写的有不好的地方，请大家多多包涵。如果有什么问题，当然希望一起讨论，留言我会一一回复的。
各位看官，因为我们的重点是源代码，而商用的GSM/GPRS代码又是有版权的，而且现如今，除了OpenBTS这个开源的基站端协议栈有源代码外，我们没有可以参考的商用代码。但是，我们不是有协议方针工具吗，庆幸的是，我手头上有一份可以参考的部分GSM源代码。这个GSM源代码包括MS端和BS端，实现了大部分的功能。可以在协议方针工具中正确的运行。因此，我就以此套代码为基础，来一层一层的剖析这个GSM源代码，然后一点一点的过渡到GPRS上去。
好，废话不多说了。让我开始吧：
源代码包括：
cellular_gsm.h layer3_gsm.h mac_gsm.h phy_gsm.h Layer3_gsm.cpp mac_gsm.cpp phy_gsm.cpp
我们先从mac_gsm.cpp开始
mac_gsm.cpp首先分析mac_gsm.cpp就不得不要先看一下mac.cpp，mac.cpp我们所使用的协议仿真软件中用来实现mac层的源文件。因为GSM协议只是这个协议方针软件中的一种MAC层协议而已，而为了我们未来要添加实现自己的GPRS协议栈，我们非常有必要看一看这个mac.cpp文件。
学习这个mac.cpp文件的目的是要知道在mac_gsm.cpp中的那些函数：初始化函数，分配器，从上下层接收数据，以及其他的由mac.cpp调用的函数是如何在mac.cpp中组织的。
在mac.cpp中： 1 头文件要包含mac_gsm.h，这里面定义了一些结构，所以当添加自己的mac协议时，也要添加相应的一个头文件。
这个函数是将IP地址转换成MacHWAddress
其中MAC_PROTOCOL_GSM这个宏常量是在mac.h中定义的
所以，如果要添加自己的协议，也要在这里添加一个常量
3 MacConfigureHWAddress
这里表示如果macProtocolName==GSM的话，就使用MAC_SetFourByteMacAddress，也就是使用4个字节的MAC地址
这个AddNodeToSubnet函数很长，我们来从总体上分析一下这个函数：
从结构上来看：
最前面的部分是对个别的几个协议进行特殊地处理
然后从这里开始：
开始初始化这些协议
PHY-MODEL一直到这里：下面出现的协议需要一个PHY模型
显示做一下需要的预处理功能
然后开始处理各个协议：
总体上分为两部分：FCSC-一部分，非FSCS一部分。我们的GSM需要的PHY MODEL就属于这个非FSCS中的一部分：
所以，如果添加一个类似GSM的协议，这里应当也要填上一个对应的处理项
到这里：需要添加PHY MODEL就完了，简短的做一下下一步的预处理，然后正是开始一个一个处理协议：根据macProtocolName，让相应的mac 层协议进行初始化
我关注的GSM的初始化在这里：
其中重点是MacGsmInit(node,interfaceIndex,nodeInput,nodesInSubnet),这个函数定义在mac_gsm.cpp中
4 AddNodeToIpv6Network这里的情况和AddNodeToSubnet差不多，只不过是Ipv6版本的。
也是有一个处理PHY-MODEL：
然后初始化mac 层协议：
这个函数中也出现了GSM相关的配置：
#暂不知道用途
6 ProcessSubnetLine
这里也出现了GSM相关的配置：
#暂不知道用途
6 MAC_processEvent用来模拟MAC层收到消息时的行为
调用MAC_PROTOCOL_GSM时的分配器，将调用的结点，结点中的接口索引号，和消息传给GSM MAC层的分配器：GacGsmLayer，在mac_gsm中定义
当网络层队列为空时，处理从网络层来的数据包
调用mac_gsm.cpp中定义的GSM协议对应的处理函数
在进一步跟进MacGsmNetworkLayerHasPacketToSend()函数到mac_gsm.cpp中时，发现这个函数是个空的：
#悬疑
8 MAC_ReceivePacketFromPhy
在这个函数里，调用mac_gsm.cpp中定义的MacGsmReceivePacketFromPhy
调用mac_gsm.cpp中定义的MacGsmReceivePhyStatusChangeNotification()
调用GSM的finalize函数
如果是MAC_PROTOCOL_GSM，那么此函数就返回true
上面就是mac.cpp中使用的有关GSM的函数，我们接下来进入mac_gsm.cpp来深入的看看。
在mac_gsm.cpp中一共就3500行代码，看看我如何将它分解，分而治之
1 MacGsmInit
函数定义：
本函数用来初始化MS和BS的MAC层
输入参数为：
1 需要被初始化地结点
2 输入的config文件
函数的行为：
1 先定义一些需要用的变量
2 为MacDataGsm结构体gsm分配内存空间，使用MEM_malloc，这个由QualNet提供的main.h中声明。估计这是封装了普通的内存分配，然后更好的防治内存泄露等问题。
3 调用ctoa( getSimTime( node ),clockStr ); ctoa()和getSimTime()都在QualNet提供的clock.h中声明。还不知道这个的作用
4 然后是打印一则调试信息，这里使用了一个小技巧：通过宏来控制打印不同级别的调试信息：
5 初始化gsm，这里遵守的是何时使用合适初始化
6 初始化随机数，具体的作用现在还不解：
RANDOM_SetSeed()在QualNet提供的Random.cpp中定义
7 初始化wasFound变量，这个变量用来检查后面读入配置文件是否正常返回。
8 读入配置文件并判断是否正常返回，否则抛出异常：
这里IO_ReadString()在QualNet提供的Fileio.h中提供
ERROR_Assert()则在QualNet_error.h中声明。
这种用法在《系统程序员成长计划》有所描述。大概就是说：如果用错误的参数测试，期望assert被触发，但如果assert被触发了，自动程序测试就死掉了，一旦自动测试程序死掉，就无法继续验证下一个assert了。为了解决这个悖论，我从glib里面学了一招，在检查时不用assert，而只是打印出一个警告，代码也很简明，按它的方式，我这样检查：
return_val_if_fail(cursor !=NULL, DLIST_RET_INVALID_PARAMS);
我需要定义一个宏：
#define return_val_if_fail(p,ret) if(!(p)) \
{printf("%s:%d Warning: "#p" failed. \n", __func__,__LINE__);return (ret);}
这样一来，遇到无效参数时，我们可以看到一个警告信息，同时又不会影响自动测试
9 接下来是重点，本函数会根据varStrValue的值，分三种情况进行处理
A GSM-MS
B GSM-BS
C GSM-MSC
我会进一步分析其中的内容，稍后
10 调用MacGsmInitStats( node,nodeInput,interfaceIndex ); 这个函数也在mac_gsm.cpp中定义。
应该是初始化统计信息用的函数，这个函数很短，这里就看一下：
我们接下来针对MS端地MAC层初始化，更进一步的来看一下初始化过程
varStrValue == GSM-MS1 声明一个MacGsmMsInfo的指针 msInfo
2 打印调试信息：Node x: GSM_MS
3 设置结构体MacDataGsm gsm中的一些变量：
gsm->nodeType
gsm->msInfo
为其分配一个MacGsmMsInfo结构体大小的空间，然后初始化为0
msInfo->downlinkControlChannelIndex ;int
msInfo->cellSelectionTimer ;Message指针
4 读入GSM-CONTROL-CHANNEL，根据读入的信息，初始化：
msInfo->numControlChannels ;int
msInfo->controlChannels ;short []
5 初始化
msInfo->numBcchChannels ;int
msInfo->nextBcchChannelToListen ;int
6 初始化,
msInfo->bcchList[] ;GsmBcchListEntry []
7 调用MacGsmMsStartListeningToBcchListChannels( node, gsm );
此函数在mac_gsm.cpp中定义
让MS开始根据配置文件中定的BCCH信道上侦听
8 初始化
msInfo->cellSelectionTimer
通过调用MacGsmStartTimer();
9 初始化
msInfo->isDedicatedChannelAssigned
msInfo->isCellSelected
msInfo->timeSinceCellSelected
msInfo->slotNumber
msInfo->controlFrameNumber
msInfo->frameNumber
10 读PHY-GSM-TX-POWER，
初始化 msInfo->txPower_dbm
11 读PHY-GSM-RX-THRESHOLD
初始化 msInfo->rxLevAccessMin_dbm
12 初始化
msInfo->maxTxPower_dbm
初始化 node->gsmNodeParameters->cellIdentity
node->gsmNodeParameters->lac
原来node.h中还有gsm专用的结构体：gsmNodeParameters，这个结构体在Cellular_gsm.h中定义：
BS端的初始化过程咱略，以后补充
varStrValue == GSM-BS varStrValue == GSM-MSC 函数关系图：今日针对MacGsmInit这个初始化函数，由哪些其他的函数被调用，如下图：
大家可能已经看到上图中函数名前的一些编号，这些编号的索引如下图：
我会把已经分析或者用到过的函数标注出来，这样一是可以知道我们当前的进度，而是可以知道还有哪些没有分析到的地方。
今天就先到这里吧
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