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Asterisk是一個開源的pbx系統，在公開的資料中，很難找到asterisk內核系統的詳細描述。因此，很有必要寫一篇內核框架的描述文檔，作為內部培訓文檔，相互學習提高。

本文主要從三個層面來描述asterisk內核，即asterisk內核模塊、內核啟動過程、基本呼叫流程。

一、asterisk內核模塊

Asterisk由內部核心和外圍動態可加載模塊組成。內部核心由以下六個部分組成：PBX交換核心模塊(PBX Switching Core)、調度和I/O管理模塊(Scheduler and I/O Manager)、應用調用模塊(Application Launcher)、編解碼轉換模塊(Codec Translator)、動態模塊加載器模塊(Dynamic Module Loader)和CDR生成模塊(CDR Core)。

外圍動態可加載模塊包括以App_開始的Applications、以Func_開始的Functions、以Res_開始的Resources、以Chan_開始的channels、以Codec_開始的codec編解碼模塊等。

1.內核模塊

1) PBX交換核心模塊(PBX Switching Core)：

l  pbx.c

pbx.c是asterisk的核心模塊，每路呼叫都需要經過它調度。pbx實現了builtin applications，也就是內置的應用，比如最常見的Answer,Hangup, Background,Wait等等。

struct ast_app是一個關鍵數據結構，它定義了注冊builtin applications的結構。

load_pbx函數用來注冊builtin applications和一些命令行CLI命令（每個模塊都有些CLI命令）。該函數在系統啟動時被調用。

pbx_exec是Answer/BackGround/Busy/Goto/GotoIf/Hangup/Set等builtin applications的執行入口函數，它被pbx_extension_helper調用。

ast_pbx_start函數是每路呼叫的起點。

2)        調度和I/O管理模塊(Scheduler and I/O Manager)：

l         Channel.c:

Channel.c/channel.h定義了channel操作的結構體和接口函數。

struct ast_channel_tech結構體是所有channel都要用到的關鍵結構體，它定義channel操作的一系列回調函數指針，如call、 hangup、answer等。每個channel模塊都會定義ast_channel_tech的實體，并將各自的回調函數賦值給它。例如 chan_sip.c中定義如下：

/*! \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等函數分別實現ast_channel_tech中的call、hangup、answer等回調函數的調用。

struct ast_channel結構體定義了channel的上下文參數，它是每個參與呼叫的channel必不可少的，都會調用ast_channel_alloc來申請ast_channel。

l io.c

io.c實現了asterisk跟外部交互時的I/O管理，如chan_sip為了從外部接收SIP信令，調用ast_io_add添加IO接口，并調用ast_io_wait實現外部消息接收。

3)應用調用模塊(Application Launcher)：

在pbx.c中定義了一系列的應用調用接口。

applications模塊定義了application回調函數并注冊后，在pbx.c中通過應用調用接口回調執行。

應用調用接口的關鍵函數是pbx_extension_helper，它執行dialplan，在cli上打印“Executing ……”,并拋出ami event事件，同時調用pbx_exec執行application回調函數。

4) 編解碼轉換模塊(Codec Translator)：

Translate.c:

struct ast_translator：編碼轉換描述結構體，它定義了編碼轉換的名稱、回調函數、運行時選項。

struct ast_trans_pvt：編碼轉換上下文描述結構體。

ast_register_translator：編碼轉換注冊接口函數，供各編碼模塊調用，注冊struct ast_translator類型的結構體變量。

ast_unregister_translator：編碼轉換注銷函數

ast_translate：編碼轉換的執行函數。

codec_gsm.c/codec_...：對應各種編碼的編解碼執行模塊，如g.711alaw/g.711ulaw/gsm等。

5)動態模塊加載器模塊(Dynamic Module Loader)：

該模塊主要是Module.h。

Module.h中定義了struct ast_module_info結構，用來保存各模塊的注冊、注銷回調函數，以及模塊描述信息。

load_module、unload_module，每個應用模塊的注冊、注銷函數，由各個模塊自行定義為static函數。

AST_MODULE_INFO_STANDARD：注冊接口、注銷接口、模塊描述信息等模塊信息的登記接口。它是一個宏定義，動態模塊調用它時， 首先定義類型為ast_module_info的__mod_info靜態結構變量，保存模塊信息，并定義__attribute__ ((constructor)) __reg_module和__attribute__ ((destructor)) __unreg_module，在程序啟動和退出時調用。

6)CDR生成模塊(CDR Core)：

Cdr.c:

ast_cdr_register：cdr driver注冊，供cdr_mysql等調用，注冊話單保存的回調函數。

ast_cdr_engine_init：CDR模塊初始化，注冊cdr status、加載cdr.conf、啟動CDR線程。

ast_cdr_detach：產生話單的接口函數，呼叫結束時被調用。

2.外圍可加載模塊：

1)Applications

以app_開始的模塊，如app_dial.c、app_db.c、app_queue.c、app_record.c、app_meetme.c 等，代碼保存在apps目錄中。每個application模塊都定義了load_module函數和unload_module函數，分別用來注冊和注 銷application。

load_module函數調用ast_register_application函數，注冊application命令，例如app_dial模 塊注冊Dial：res = ast_register_application(app, dial_exec, synopsis, descrip)。

unload_module函數調用ast_unregister_application函數，注銷application命令。

每個application模塊都會使用AST_MODULE_INFO_STANDARD宏來登記模塊信息__mod_info。 AST_MODULE_INFO_STANDARD將load_module和unload_module注冊為回調函數，供module load/unload/reload調用。

2)Channel

以chan_開始的模塊，如chan_sip.c、chan_h323.c、chan_mgcp.c 、chan_iax2.c、 chan_zap.c等，對應代碼保存在channels目錄中。

channel注冊、注銷過程和application基本類似。由于每個channel需要和外部交互，都會在load_module中啟用do_monitor線程來偵聽外部tcp/udp端口，接收外部消息。

每個channel也定義了各自的cli命令和Function命令，例如chan_sip定義了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_開始的模塊，例如Fun_db.c、func_moh.c、func_cdr.c等，對應代碼保存在funcs目錄中。

Function注冊、注銷過程也和application類似。

每個Function模塊也定義了各自的Function命令，例如Fun_db.c就定義了DB、DB_EXISTS、DB_DELETE等Function命令。

二、asterisk啟動過程

主要就main函數講解asterisk的啟動過程：

   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 /*保存命令行參數(argv[]->_argv[])，以便程序重啟時使用*/
  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，設置AST_OPT_FLAG_NO_FORK和AST_OPT_FLAG_REMOTE標志位*/
  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 /*得到當前主機名,在啟動時打印出來*/
  62 
  63        if (gethostname(hostname, sizeof(hostname)-1))
  64 
  65               ast_copy_string(hostname, "<Unknown>", sizeof(hostname));
  66 
  67 /*獲取當前的進程標識*/
  68 
  69        ast_mainpid = getpid();
  70 
  71 /*建立mu-law和a-law轉換表*/
  72 
  73        ast_ulaw_init();
  74 
  75        ast_alaw_init();
  76 
  77 /*為FFT逆變換（傅立葉逆變換）做一些初始化,用于在zaptel里進行callerid的DTMF檢測*/
  78 
  79        callerid_init();
  80 
  81 /*初始化內置命令的_full_cmd字符串，并注冊常用命令，ast_builtins_init() -> ast_cli_register_multiple() -> ast_cli_register() -> __ast_cli_register() */
  82 
  83        ast_builtins_init();
  84 
  85 /*初始化base64轉換*/
  86 
  87        ast_utils_init();
  88 
  89 /* tty/tdd初始化*/
  90 
  91        tdd_init();
  92 
  93 /*設置用戶歷史命令的保存路徑*/
  94 
  95        if (getenv("HOME"))
  96 
  97               snprintf(filename, sizeof(filename), "%s/.asterisk_history", getenv("HOME"));
  98 
  99        /* Check for options */
 100 
 101 /*檢查命令行的輸入參數，匹配參數范圍是“mtThfFdvVqprRgciInx:U:G:C:L:M:”，不同的參數輸入走到不同的case分支處理。有幾個v,verbose級別就增加幾*/
 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并且沒有-x cmd參數，則打印歡迎信息*/
 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 /*如果沒有開調試則簡單打印Booting */
 286 
 287        if (ast_opt_console && !option_verbose)
 288 
 289               ast_verbose("[ Booting\n");
 290 
 291 /*顯示控制臺時，不論是本地還是遠程，都不能使用-F參數，否則無效*/
 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 /*讀取主配置文件，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 /*如果啟動加了-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 /*修改用戶和組權限*/
 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 /*初始化模擬終端ast_term_init(),默認是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 /*注冊命令core show config mappings*/
 524 
 525        register_config_cli();
 526 
 527 /*配置文件的映射和綁定*/
 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 /*設置和檢查本地或遠程終端的連接*/
 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 /*測試線程安全，避免出現死鎖*/
 644 
 645        if (test_for_thread_safety())
 646 
 647               ast_verbose("Warning! Asterisk is not thread safe.\n");
 648 
 649 /*創建用于和控制臺交互的服務器端socket接口*/
 650 
 651        ast_makesocket();
 652 
 653 /*加入信號集，設置掩碼，以及注冊信號的相應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 /*設置種子并初始化隨機數發生器*/
 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 /*初始化日志模塊*/
 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 /*注冊threadstorage show allocations和threadstorage show summary這兩個命令*/
 760 
 761        threadstorage_init();
 762 
 763        astobj2_init();
 764 
 765        ast_autoservice_init();
 766 
 767 /*加載配置文件/etc/asterisk/modules.conf中標記為preload的模塊，再去掉標記為noload的模塊*/
 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服務器*/
 788 
 789        ast_http_init();
 790 
 791 /*注冊兩個命令core show channeltypes和core show channeltype */
 792 
 793        ast_channels_init();
 794 
 795 /*注冊管理命令*/
 796 
 797        if (init_manager()) {
 798 
 799               printf(term_quit());
 800 
 801               exit(1);
 802 
 803        }
 804 
 805 /*用來創建一個調度上下文以及注冊相應的命令,然后用do_reload來讀取配置文件cdr.conf和創建后臺線程do_cdr */
 806 
 807        if (ast_cdr_engine_init()) {
 808 
 809               printf(term_quit());
 810 
 811               exit(1);
 812 
 813        }
 814 
 815 /*用來創建一個后臺線程輪巡設備的狀態，如果發生變化則及時通告*/
 816 
 817        if (ast_device_state_engine_init()) {
 818 
 819               printf(term_quit());
 820 
 821               exit(1);
 822 
 823        }
 824 
 825 /*注冊rtp,rtcp,stun相關的CLI命令，然后調用ast_rtp_reload()讀取配置文件rtp.conf，設置相關參數*/
 826 
 827        ast_rtp_init();
 828 
 829 /*注冊udptl相關的CLI命令，然后調用ast_udptl_reload()讀取配置文件udptl.conf，設置相關參數*/
 830 
 831        ast_udptl_init();
 832 
 833 /*注冊core show image formats */
 834 
 835        if (ast_image_init()) {
 836 
 837               printf(term_quit());
 838 
 839               exit(1);
 840 
 841        }
 842 
 843 /*注冊core show file formats */
 844 
 845        if (ast_file_init()) {
 846 
 847               printf(term_quit());
 848 
 849               exit(1);
 850 
 851        }
 852 
 853 /*注冊dialplan相關的CLI命令，然后調用ast_register_application來注冊所有的app */
 854 
 855        if (load_pbx()) {
 856 
 857               printf(term_quit());
 858 
 859               exit(1);
 860 
 861        }
 862 
 863 /*注冊與codec相關的CLI命令*/
 864 
 865        if (init_framer()) {
 866 
 867               printf(term_quit());
 868 
 869               exit(1);
 870 
 871        }
 872 
 873 /*注冊與database相關的CLI命令，然后再注冊兩個管理命令DBGet和DBPut */
 874 
 875        if (astdb_init()) {
 876 
 877               printf(term_quit());
 878 
 879               exit(1);
 880 
 881        }
 882 
 883 /*讀取配置文件enum.conf，初始化支持ENUM(e164)的子系統*/
 884 
 885        if (ast_enum_init()) {
 886 
 887               printf(term_quit());
 888 
 889               exit(1);
 890 
 891        }
 892 
 893 /* load_modules(0)加載所有其它需要加載的動態鏈接庫*/
 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 /*創建管道*/
 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 /*注冊asterisk相關的命令，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 /*創建線程，輪詢上面創建的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 /*接收和處理控制臺命令*/
 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

從內核的角度去分析問題時，弄清楚呼叫流程是非常關鍵的，只有理清了呼叫流程，才能從流程的各個環節細節中分析出問題所在。

Asterisk所有功能都是基于函數調用的模式，呼叫流程也不例外。因此如何從一團亂麻似的內核函數調用中理出函數調用執行路線，是解讀呼叫流程的關鍵。

所有呼叫都跟astersisk的channel有關。這路通話都包含一個incoming連接和一個outbound連接。每個電話都是通過對應 的channel程序建立起來的，比如Chan_sip,Chan_zap,Chan_iax2等等。每一類的channel，都擁有自己私有的 channel數據結構，例如chan_sip的struct sip_pvt結構，這些私有的結構從屬于一個通用的Asterisk通道數據結構中，具體定義在channel.h的struct ast_channe中。

下圖是asterisk 的呼叫流程圖：

我們以sip的呼叫過程為例來描述，其他channel的呼叫過程基本類似。

Astersik下注冊的sip用戶主動發起一個呼叫的函數調用過程(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->執行dialplan

當Chan_sip模塊被加載時，會啟動一個獨立的監聽線程do_monitor，不斷偵聽sip端口上的外部消息；

當sip用戶撥叫被叫號碼后，chan_sip的do_monitor調用sipsock_read函數，在sip端口收到invite消息，然后就調用handle_request和handle_request_invite進行處理。

在handle_request_invite中，首先解析invite消息，對該sip用戶的業務屬性分析，確認被叫可達，然后就調用sip_new申請channel資源，并調用ast_pbx_start函數啟動一個pbx_thread線程來專門處理該呼叫。

pbx_thread線程調用__ast_pbx_run。

__ast_pbx_run是一個銜接dialplan和內核的關鍵函數，它首先調用ast_exists_extension函數，根據分機號碼 的context屬性，匹配到對應的dialplan；然后進入一個for死循環，逐條執行dialplan對應的context中的語句。

pbx_extension_helper函數調用pbx_extension_helper，在pbx_extension_helper中調用 pbx_find_extension找到對應的context后，通過verbose打印dialplan執行語句“Executing ……”，同時調用pbx_exec執行該dialplan。執行到dial語句呼叫被叫。

在等待被叫接通的過程中，完成媒體協商過程，向主叫發送180、200OK消息接通呼叫。

當其他用戶呼叫asterisk的sip用戶時，函數調用過程（outbound）如下： Dial->dial_exec->dial_exec_full->ast_request/ast_call/wait_for_answer/ ast_bridge_call

呼叫執行到dial時，pbx_exec調用application dial的接口函數dial_exec，dial_exec調用dial_exec_full。

在dial_exec_full中，首先調用ast_request，在ast_request調用chan_sip對應的回調函數 sip_request_call為該被叫sip用戶申請channel資源。然后調用ast_call，在ast_call中調用chan_sip對應 的回調函數sip_call向被叫發送INVITE消息，呼叫被叫SIP用戶。

然后該呼叫線程會調用wait_for_answer等待被叫接通。

在呼叫接通后，也即wait_for_answer函數返回，在dial_exec_full中調用ast_bridge_call橋接媒體，這樣呼叫就正式接通了。