c - socket() 函数的内部机制是什么？

Question

我正在尝试使用 BlueZ HCI 功能:

int hci_open_dev(int dev_id) {...}

它在内部尝试创建一个这样的套接字:

socket(AF_BLUETOOTH, SOCK_RAW | SOCK_CLOEXEC, BTPROTO_HCI);

我试图理解 socket() 的 linux 内核代码，但感到迷茫。

我想知道为给定域 (AF_BLUETOOTH)、数据传输类型 (SOCK_RAW) 和协议(protocol) (BTPROTO_HCI) 创建套接字究竟意味着什么。

手册页只是说明它接受这些参数，创建一个套接字并返回一个设备描述符。

但我想了解到底发生了什么以及创建套接字所涉及的确切内核步骤。

Answer 1

这里是一个非常广泛的描述(希望有助于理解主要方案)。
内核开发人员可能会被吓坏了......

socket 是许多不同通信方式的通用抽象接口(interface)。
它提供了许多通用操作，例如关闭、发送/接收数据、设置/检索选项，几乎可以在任何类型的套接字上使用。

创建套接字意味着指定此通信方式的确切属性。
这有点像实现接口(interface)的具体类型的实例化。

这些属性首先由协议(protocol)族组织；这是 socket() 调用的第一个参数。
例如:

• PF_INET 用于依赖 IPv4 的通信，
• PF_INET6用于依赖IPv6的通信，
• PF_LOCAL 用于系统内部的进程间通信(一种管道)，
• PF_NETLINK 用于与操作系统内核通信，
• PF_PACKET 用于与网络接口(interface)的直接通信，
• ...(存在很多)

一旦选择了一个协议(protocol)族，你必须指定，你想在这个族提供的协议(protocol)中使用哪个协议(protocol)；这是 socket() 调用的第二个参数。
例如:

• SOCK_DGRAM 用于 IPv4 或 IPv6 上的 UDP，或 PF_LOCAL 中的不同消息，
• SOCK_STREAM 用于 IPv4 或 IPv6 上的 TCP，或 PF_LOCAL 中的连续字节流，
• SOCK_RAW，直接访问是家族中的原始底层协议(protocol)(如果有的话)(例如 IPv4 或 IPv6)，
• ...(每个家庭可以提供很多)

一些协议(protocol)可以接受一些变体或一些限制；这是 socket() 调用的第三个参数。
通常 0 就足够了，但是例如我们可以找到:

• PF_PACKET、SOCK_RAW、htons(ETH_P_ALL) 捕获在网络接口(interface)上接收到的任何类型的网络数据包，
• PF_PACKET、SOCK_RAW、htons(ETH_P_ARP) 仅捕获 ARP 帧，

当我们使用这三个参数请求创建套接字时，操作系统会创建一个与将要获得的套接字句柄关联的内部资源。
当然，此资源的确切结构取决于所选的系列/协议(protocol)/变体，并且它与特定于它的内核回调相关联。
每次在此套接字上调用操作(通过系统调用)时，都会调用特定的回调。