Asterisk1.8 sip编码协商分析
在开始分析之前，先对编码协商中可能涉及的asterisk数据结构和变量作些说明。
ast_channel：定义一个通用的通道数据结构
struct ast_channel { const struct ast_channel_tech *tech; /*!< Technology (point to channel driver) */ void *tech_pvt; /*!< Private data used by the technology driver */ ... }
其中tech和tech_pvt两个成员是与通道具体使用的技术相关的，tech是与一种通道技术(如SIP)对应的驱动的数据结构，tech的类型为 ast_channel_tech的结构体，通道驱动定义了通道类型、描述，基本的呼叫相关函数指针(call,hangup,answer,transfer,bridge,early-bridge)，帧的读写函数指针，DTMF、文本、图像、HTML、视频的发送，通道状态指示函数指针(indicate)等，对通道的操作主要是在这里定义的，而tech_pvt则定义了具体通道技术的数据信息，如sip_pvt。这些都是依赖于通道所使用的技术的。而ast_channel中其他的成员则可认为是各种通道都具有的通用的数据信息。
保存默认编码偏好的两个全局变量sip_cfg.capability和default_prefs
sip_cfg.capability：
sip_cfg是保存sip.conf的general段配置的全局结构体。sip_cfg.capability则是sip general配置的asterisk支持的编码。在reload_config函数中对sip_cfg.capability进行初始化。首先，把 DEFAULT_CAPABILITY这个宏(定义在sip.h中)中的5种编码(ulaw | testlaw | alaw | gsm | h.263)加到sip_cfg.capability中，然后解析(ast_parse_allow_disallow函数)sip.conf中的general段中的disallow和allow两项配置，先剔除disallow中的编码，再将allow中的编码加到sip_cfg.capability中。
default_prefs：
default_prefs是保存默认音频编码偏好的全局结构体。
对default_prefs的初始化也是在reload_config中进行的。解析(ast_parse_allow_disallow函数)sip.conf中的general段中的disallow和allow两项配置，先剔除disallow中的编码，然后将allow中的音频编码加到default_prefs中。default_prefs中不包括视频编码，因为asterisk不能对视频编码进行转码，只得使用所提供(offer)的视频编码。
sip_pvt结构体p中关于编码的成员的说明
p->peercapability: 即user/peer对应的终端上支持的编码。
p->capability: 即user/peer对应的编码配置。初始化为sip.conf [general]中allow选项配置的编码，在check_peer_ok函数中重新赋值为对应user/peer的编码。
p->prefcodec: 只用于呼出呼叫(outbound call)，由呼入通道以参数传递进来。
p->jointcapability: 对于呼入通道来说，指的是user/peer和终端都具有的编码。对于呼出通道来说，在发出invite还未收到带sdp的响应之前，指的是p->capability中能够与呼入通道传递的nativeformats(即p->prefcodec)进行互相转码的编码；收到终端带sdp的响应后，在处理sdp时，赋值为sdp中携带的编码。
p->prefs: 即user/peer对应的音频编码配置。在sip_alloc函数中被初始化为default_prefs这个全局结构体的值，在check_peer_ok函数中重新赋值为对应user/peer的编码中的音频编码。
呼入呼叫(Inbound Call)协商:
在load或reload chan_sip模块时，会调用build_peer函数从sip.conf或users.conf中读取配置，并把每一个帐号的配置保存到一个sip_peer的结构体中，在build_peer中调用set_peer_defaults来初始化这个结构体的成员(比如sippeer->capability = sip_cfg.capability; sippeer->prefs = default_prefs;)，然后解析sip.conf(或users.conf)，如果该帐号对应的context中有allow选项的话，就覆盖sippeer的capability和prefs成员的初始值，将allow中的所有编码赋值给sippeer->capability，将allow中的音频编码保持原顺序赋值给sippeer->prefs。
p->prefs、p->capability、呼入通道的nativeformats的初始化：
asterisk接收到sip请求消息时，调用handle_request_do->find_call->sip_alloc，在sip_alloc中为sip_pvt结构体p的capability和prefs成员初始化：p->capability = sip_cfg.capability；p->prefs = default_prefs。
接着handle_request_do->handle_incoming->handle_request_invite->check_user_full->check_peer_ok,在check_peer_ok中将找到的sip_peer的编码成员分别赋值给p->capability，p->jointcapability，p->prefs，重新对p->capability、p->prefs进行初始化，对p->jointcapability进行初始化。
p->capability = peer->capability; p->prefs = peer->prefs; p->jointcapability = peer->capability;
然后handle_request_do->handle_incoming->handle_request_invite->sip_new，在sip_new中创建sip通道结构体tmp，并为tmp的nativeformats成员赋值：首先从tmp通道对应的sip_pvt结构体成员i->prefs(这里的i实际上就是sip_alloc中分配的sip_pvt结构体p作为参数传进来)的编码中按顺序从最前面开始选出(ast_codec_choose)属于sip_pvt结构体capability的一种编码作为nativeformats的值，如果没找到，就调用ast_best_codec来选择一种编码，该函数内部定义了一个名为prefs的音频编码数组，按顺序遍历该数组，直到找到一个属于sip_pvt结构体capability并且为音频的编码。然后或上视频和文本编码能力，赋值给tmp->nativeformats。
/* Select our native format based on codec preference until we receive something from another device to the contrary. */ if (i->jointcapability) { /* The joint capabilities of us and peer */ what = i->jointcapability; video = i->jointcapability & AST_FORMAT_VIDEO_MASK; text = i->jointcapability & AST_FORMAT_TEXT_MASK; } else if (i->capability) { /* Our configured capability for this peer */ what = i->capability; video = i->capability & AST_FORMAT_VIDEO_MASK; text = i->capability & AST_FORMAT_TEXT_MASK; } else { what = sip_cfg.capability; /* Global codec support */ video = sip_cfg.capability & AST_FORMAT_VIDEO_MASK; text = sip_cfg.capability & AST_FORMAT_TEXT_MASK; } /* Set the native formats for audio and merge in video */ tmp->nativeformats = ast_codec_choose(&i->prefs, what, 1) | video | text;
在handle_request_invite中调用process_sdp(注：process_sdp并不处理outbound call中的invite，process_sdp会在有incoming的invite和200OK时被调用),将invite中sdp携带的编码逐个解析出来，将这些编码对应的code相或并赋值给p->peercapability，将p->capability & p->peercapability的结果赋值给p->jointcapability.
/* Scan media stream (m=) specific parameters loop */ while (!ast_strlen_zero(nextm)) { int audio = FALSE; int video = FALSE; int image = FALSE; int text = FALSE; char protocol[5] = {0,}; int x; numberofports = 1; len = -1; start = next; m = nextm; iterator = next; nextm = get_sdp_iterate(&next, req, "m"); /* Search for audio media definition */ /* 处理SDP中的m(音频媒体属性,如: m: audio 13422 RTP/AVP 0 3 101) */ if ((sscanf(m, "audio %30u/%30u RTP/%4s %n", &x, &numberofports, protocol, &len) == 3 && len > 0 && x) || (sscanf(m, "audio %30u RTP/%4s %n", &x, protocol, &len) == 2 && len > 0 && x)) { if (!strcmp(protocol, "SAVP")) { secure_audio = 1; } else if (strcmp(protocol, "AVP")) { ast_log(LOG_WARNING, "unknown SDP media protocol in offer: %s\n", protocol); continue; } if (p->offered_media[SDP_AUDIO].order_offered) { ast_log(LOG_WARNING, "Multiple audio streams are not supported\n"); return -3; } audio = TRUE; p->offered_media[SDP_AUDIO].order_offered = ++numberofmediastreams; portno = x; /* Scan through the RTP payload types specified in a "m=" line: */ codecs = m + len; ast_copy_string(p->offered_media[SDP_AUDIO].codecs, codecs, sizeof(p->offered_media[SDP_AUDIO].codecs)); for (; !ast_strlen_zero(codecs); codecs = ast_skip_blanks(codecs + len)) { if (sscanf(codecs, "%30u%n", &codec, &len) != 1) { ast_log(LOG_WARNING, "Error in codec string '%s'\n", codecs); return -1; } if (debug) ast_verbose("Found RTP audio format %d\n", codec); ast_rtp_codecs_payloads_set_m_type(&newaudiortp, NULL, codec); } /* Search for video media definition */ /* 处理SDP中的m(视频媒体属性,如: m: video 12036 RTP/AVP 34 98 99 ) */ } else if ((sscanf(m, "video %30u/%30u RTP/%4s %n", &x, &numberofports, protocol, &len) == 3 && len > 0 && x) || (sscanf(m, "video %30u RTP/%4s %n", &x, protocol, &len) == 2 && len >= 0 && x)) { if (!strcmp(protocol, "SAVP")) { secure_video = 1; } else if (strcmp(protocol, "AVP")) { ast_log(LOG_WARNING, "unknown SDP media protocol in offer: %s\n", protocol); continue; } if (p->offered_media[SDP_VIDEO].order_offered) { ast_log(LOG_WARNING, "Multiple video streams are not supported\n"); return -3; } video = TRUE; p->novideo = FALSE; p->offered_media[SDP_VIDEO].order_offered = ++numberofmediastreams; vportno = x; /* Scan through the RTP payload types specified in a "m=" line: */ codecs = m + len; ast_copy_string(p->offered_media[SDP_VIDEO].codecs, codecs, sizeof(p->offered_media[SDP_VIDEO].codecs)); for (; !ast_strlen_zero(codecs); codecs = ast_skip_blanks(codecs + len)) { if (sscanf(codecs, "%30u%n", &codec, &len) != 1) { ast_log(LOG_WARNING, "Error in codec string '%s'\n", codecs); return -1; } if (debug) ast_verbose("Found RTP video format %d\n", codec); ast_rtp_codecs_payloads_set_m_type(&newvideortp, NULL, codec); } /* Search for text media definition */ } /* ...... */ /* Media stream specific parameters */ while ((type = get_sdp_line(&iterator, next - 1, req, &value)) != '\0') { int processed = FALSE; switch (type) { case 'c': if (audio) { if (process_sdp_c(value, &audiosa)) { processed = TRUE; sa = &audiosa; } } else if (video) { if (process_sdp_c(value, &videosa)) { processed = TRUE; vsa = &videosa; } } else if (text) { if (process_sdp_c(value, &textsa)) { processed = TRUE; tsa = &textsa; } } else if (image) { if (process_sdp_c(value, &imagesa)) { processed = TRUE; isa = &imagesa; } } break; // 处理SDP中的a(媒体属性，如: a: rtpmap:0 PCMU/8000) case 'a': /* Audio specific scanning */ if (audio) { if (process_sdp_a_sendonly(value, &sendonly)) processed = TRUE; else if (process_crypto(p, p->rtp, &p->srtp, value)) processed = TRUE; /* 在process_sdp_a_audio中调用ast_rtp_codecs_payloads_set_rtpmap_type_rate，根据编码的code(如:AST_FORMAT_G726)和 payload将对应的编码类型加到newaudiortp中 */ else if (process_sdp_a_audio(value, p, &newaudiortp, &last_rtpmap_codec)) processed = TRUE; } /* Video specific scanning */ else if (video) { if (process_sdp_a_sendonly(value, &vsendonly)) processed = TRUE; else if (process_crypto(p, p->vrtp, &p->vsrtp, value)) processed = TRUE; /* 在process_sdp_a_video中调用ast_rtp_codecs_payloads_set_rtpmap_type_rate，根据编码的code(如:AST_FORMAT_H264)和 payload将对应的编码类型加到newvideortp中 */ else if (process_sdp_a_video(value, p, &newvideortp, &last_rtpmap_codec)) processed = TRUE; } /* Text (T.140) specific scanning */ else if (text) { if (process_sdp_a_text(value, p, &newtextrtp, red_fmtp, &red_num_gen, red_data_pt, &last_rtpmap_codec)) processed = TRUE; else if (process_crypto(p, p->trtp, &p->tsrtp, value)) processed = TRUE; } /* Image (T.38 FAX) specific scanning */ else if (image) { if (process_sdp_a_image(value, p)) processed = TRUE; } break; } ast_debug(3, "Processing media-level (%s) SDP %c=%s... %s\n", (audio == TRUE)? "audio" : (video == TRUE)? "video" : "image", type, value, (processed == TRUE)? "OK." : "UNSUPPORTED."); } } /* ...... */ /* Now gather all of the codecs that we are asked for: */ /* 把newaudiortp中的asterisk编码加到peercapability中,非asterisk编码(AST_RTP_CN、AST_RTP_DTMF、AST_RTP_CISCO_DTMF)加到 peernoncodeccapability中 */ ast_rtp_codecs_payload_formats(&newaudiortp, &peercapability, &peernoncodeccapability); ast_rtp_codecs_payload_formats(&newvideortp, &vpeercapability, &vpeernoncodeccapability); ast_rtp_codecs_payload_formats(&newtextrtp, &tpeercapability, &tpeernoncodeccapability); newjointcapability = p->capability & (peercapability | vpeercapability | tpeercapability); newpeercapability = (peercapability | vpeercapability | tpeercapability); newnoncodeccapability = p->noncodeccapability & peernoncodeccapability; /* ...... */ if (portno != -1 || vportno != -1 || tportno != -1) { /* We are now ready to change the sip session and p->rtp and p->vrtp with the offered codecs, since they are acceptable */ /* 为p->jointcapability和p->peercapability赋值*/ p->jointcapability = newjointcapability; /* Our joint codec profile for this call */ p->peercapability = newpeercapability; /* The other sides capability in latest offer */ p->jointnoncodeccapability = newnoncodeccapability; /* DTMF capabilities */ /* respond with single most preferred joint codec, limiting the other side's choice */ if (ast_test_flag(&p->flags[1], SIP_PAGE2_PREFERRED_CODEC)) { p->jointcapability = ast_codec_choose(&p->prefs, p->jointcapability, 1); } }
呼出呼叫(Outbound Call)协商:
dial_exec->dial_exec_full->ast_request->sip_request_call,把呼入通道的nativeformats通过ast_request传给sip_request_call,在sip_request_call中调用sip_alloc分配呼出通道对应的sip_pvt结构体q(说明：下面代码中的sip_pvt结构体p实际上就是这里的q),sip_request_call->create_addr->find_peer,在find_peer中，通过被叫的peer name来查找对应的sip_peer数据结构，对于非realtime模式，find_peer查找sip_peer有两种方式，一种是通过peer name，另一种是通过ip地址，在outbound call时，采用的是第一种(传给find_peer的addr参数为NULL)，在inbound call时，对于type=peer类型,则是采用第二种。sip_request_call->create_addr->create_addr_from_peer,将找到的被叫sip_peer对应的编码配置赋值给q->capability,调用dialog_initialize_rtp来初始化rtp，是否需要初始化视频rtp有两种情况：
1，peer/user的videosupport选项为always(SIP_PAGE2_VIDEOSUPPORT_ALWAYS)；
2，peer/user的videosupport选项为真(SIP_PAGE2_VIDEOSUPPORT)，并且q->capability中有视频编码。
这两种情况下都会初始化视频rtp。然后返回到sip_request_call中，把呼入通道的nativeformats赋值给q->prefcodec,将q->jointcapability初始化为q->prefcodec & q->capability.
dial_exec->dial_exec_full->ast_call->sip_call,在sip_call中,调用ast_rtp_instance_available_formats,查找p->capability中的编码与p->prefcodec中的编码是否有可用的转码路径，把p->capability中能与p->prefcodec进行互相转码或者相同的编码赋值给p->jointcapability.
p->jointcapability = ast_rtp_instance_available_formats(p->rtp, p->capability, p->prefcodec);
sip_call->transmit_invite->add_sdp,在add_sdp中将编码添加到invite请求的sdp.首先，如果p->prefcodec与p->jointcapability有相同的音频编码时，将p->prefcodec中的音频编码加到sdp中(p->prefcodec中的音频编码只有一种)；然后，将p->jointcapability中包含在p->prefs中的编码加到sdp，p->prefs中只包含音频编码;最后，把p->jointcapability中其他的编码包括视频编码等加到sdp中。
capability = p->jointcapability; /* ...... */ /* 首先，如果p->prefcodec与capability(即p->jointcapability)有相同的编码时，将p->prefcodec中的音频编码加到sdp中(p->prefcodec中的 音频编码只有一种) */ //if (capability & p->prefcodec) { if (capability & p->prefcodec & AST_FORMAT_AUDIO_MASK) { /* 当capability与p->prefcodec有相同的视频编码但是却没有相同的音频编码时会导致协商错误,eg: p->jointcapability: AST_FORMAT_ULAW | AST_FORMAT_ALAW | AST_FORMAT_H264 p->prefcodec: AST_FORMAT_GSM | AST_FORMAT_H264 上述情况下会把GSM编码加到sdp中去，显然是不对的，应该把条件改为 if (capability & p->prefcodec & AST_FORMAT_AUDIO_MASK) */ format_t codec = p->prefcodec & AST_FORMAT_AUDIO_MASK;// p->prefcodec中的音频编码只有一种 add_codec_to_sdp(p, codec, &m_audio, &a_audio, debug, &min_audio_packet_size); alreadysent |= codec; } /* 然后，将capability(即p->jointcapability)中包含在全局结构体default_prefs中的编码加到sdp，default_prefs中只包含音频编码 */ /* Start by sending our preferred audio/video codecs */ for (x = 0; x < 64; x++) { format_t codec; if (!(codec = ast_codec_pref_index(&p->prefs, x))) break; if (!(capability & codec)) continue; if (alreadysent & codec) continue; add_codec_to_sdp(p, codec, &m_audio, &a_audio, debug, &min_audio_packet_size); alreadysent |= codec; } /* 最后，把capability(即p->jointcapability)中其他的编码包括视频编码等加到sdp中*/ /* Now send any other common audio and video codecs, and non-codec formats: */ for (x = 1ULL; x if (!(capability & x)) /* Codec not requested */ continue; if (alreadysent & x) /* Already added to SDP */ continue; if (x & AST_FORMAT_AUDIO_MASK) add_codec_to_sdp(p, x, &m_audio, &a_audio, debug, &min_audio_packet_size); else if (x & AST_FORMAT_VIDEO_MASK) add_vcodec_to_sdp(p, x, &m_video, &a_video, debug, &min_video_packet_size); else if (x & AST_FORMAT_TEXT_MASK) add_tcodec_to_sdp(p, x, &m_text, &a_text, debug, &min_text_packet_size); }
