OAI高层结构

OAI L3主要分为RRC，NGAP，SCTP三部分：

RRC负责无线资源管理，负责让gNB与UE建立连接，以及信令编解码。
NGAP负责gNB与AMF建立连接，进行信令NGAP编解码并转发。
SCTP类似于TCP，提供可靠的网络传输，负责AMF与gNB之间NGAP消息发送和接收。

在各模块之间，OAI使用了ITTI公共管理模块来负责规范实体管理，线程管理，队列管理，内存管理等，保证了各模块在资源使用上的规范性。
在这里插入图片描述

高层模块传输接口

OAI主程序分别调用itti_create_task()创建RRC、NGAP、SCTP以及PDCP主线程，线程创建时可进行CPU内核绑定（当前OAI程序未启用核绑定）。线程创建后，在各模块内使用while(1)循环调用 itti_receive_msg()从本模块消息队列中取数据，解码后按流程处理，发送消息时调用iiti_send_msg_to_task()将数据压入目标模块的队列。SCTP与AMF之间以SCTP连接进行消息收发。

ITTI实体线程创建

实体创建

实体创建实际就是OAI各模块task对象的创建，以及相应的线程创建，每个模块一般为一个主线程，以及包含可能存在的辅助线程。线程内while()循环保证了实体始终处于运行状态，这一点属于常规方法。

  int itti_create_task(task_id_t task_id,
                       void *(*start_routine)(void *),
                       void *args_p) {
    
    
    task_list_t *t=tasks[task_id];
    threadCreate (&t->thread, start_routine, args_p, (char *)itti_get_task_name(task_id),-1,OAI_PRIORITY_RT);
    LOG_I(TMR,"Created Posix thread %s\n",  itti_get_task_name(task_id) );
    return 0;
  }

main调用itti_create_task函数来创建实体，其中
task_id：模块实体ID，如TASK_RRC_GNB
start_routine：创建的线程函数名
args_p：传递的参数，OAI里均为NULL
代码中的tasks数组为各个实体的集合，包含了每个实体公共属性，方便随时取用。
threadCreate函数负责线程创建

线程创建

线程创建流程如下，创建步骤见注释

void threadCreate(pthread_t* t, void * (*func)(void*), void * param, char* name, int affinity, int priority){
    
    
  pthread_attr_t attr;
  int ret;
  int settingPriority = 1;
  //初始化线程对象的属性
  ret=pthread_attr_init(&attr);
  AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
  //设置线程为分离状态
  ret=pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
  AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
  //设置线程不继承父线程的调度策略
  ret=pthread_attr_setinheritsched(&attr, PTHREAD_EXPLICIT_SCHED);
  AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
  if (checkIfFedoraDistribution())
    if (checkIfGenericKernelOnFedora())
      if (checkIfInsideContainer())
        settingPriority = 0;
  /*SCHED_OAI，其宏定义为#define SCHED_OAI SCHED_RR，即线程采用轮询式调度
  各模块可以根据需要确定自己的优先级*/
  if (settingPriority) {
    
    
    ret=pthread_attr_setschedpolicy(&attr, SCHED_OAI);
    AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
    if(priority<sched_get_priority_min(SCHED_OAI) || priority>sched_get_priority_max(SCHED_FIFO)) {
    
    
      LOG_E(TMR,"Prio not possible: %d, min is %d, max: %d, forced in the range\n",
                priority,
                sched_get_priority_min(SCHED_OAI),
                sched_get_priority_max(SCHED_OAI));
      if(priority<sched_get_priority_min(SCHED_OAI))
        priority=sched_get_priority_min(SCHED_OAI);
      if(priority>sched_get_priority_max(SCHED_OAI))
        priority=sched_get_priority_max(SCHED_OAI);
    }
    AssertFatal(priority<=sched_get_priority_max(SCHED_OAI),"");
    struct sched_param sparam={
    
    0};
    sparam.sched_priority = priority;
    //设置线程优先级
    ret=pthread_attr_setschedparam(&attr, &sparam);
    AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
  }
  //利用前面设置的属性变量创建线程
  ret=pthread_create(t, &attr, func, param);
  AssertFatal(ret==0,"ret: %d, errno: %d\n",ret, errno);
  //设置线程名
  pthread_setname_np(*t, name);
  if (affinity != -1 ) {
    
    
    cpu_set_t cpuset;
    CPU_ZERO(&cpuset);
    CPU_SET(affinity, &cpuset);
    AssertFatal( pthread_setaffinity_np(*t, sizeof(cpu_set_t), &cpuset) == 0, "Error setting processor affinity");
  }
  //销毁线程属性变量
  pthread_attr_destroy(&attr);
}

线程退出

负责退出当前线程，常规函数。

  void itti_exit_task(void) {
    
    
    pthread_exit (NULL);
  }

实体属性

实体属性定义如下：

  typedef struct task_list_s {
    
    
    task_info_t admin;
    pthread_t thread;
    pthread_mutex_t queue_cond_lock;
    std::vector<MessageDef *> message_queue;
    std::map<long,timer_elm_t> timer_map;
    uint64_t next_timer=UINT64_MAX;
    struct epoll_event *events =NULL;
    int nb_fd_epoll=0;
    int nb_events=0;
    int epoll_fd=-1;
    int sem_fd=-1;
  } task_list_t;

admin：实体信息，包括调度优先级，队列长度，实体名称，线程函数
thread：线程ID
queue_cond_lock：队列锁
message_queue：消息队列，每个模块均有自己的消息队列，负责存储其他模块发送过来的消息
timer_map：定时器
next_timer：到期时间

【OpenAirInterface5g】高层模块接口及itti实体线程创建

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