实战Linux Bluetooth编程(五) Socket与Bluetooth
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作者: Sam (甄峰) sam_code@hotmail.com
Linux下Bluetooth编程,借用了Socket体制。也就是说,BlueZKernel部分将Bluetooth协议栈以网络协议的形式添加进网络协议栈,这样极大的方便了用户编程。下面Sam就结合Socket概念将LinuxBluetooth做个研究。
1957年10月4日,星期五,苏联发射了人类历史上第一颗人造地球卫星--Sputnik.这标志着人类外太空时代的开始。这颗卫星篮球大小,在发射98分钟后到达运转轨道,可以通过短波40.002MHz收听到它的声音。这也标志着苏联在航天科技领域超过美国。但当时谁能想到,Sputnik的升空竟然促进了TCP/IP和Internel的出现。(Sam:不知道朝鲜那个轨道高度几百米的卫星会促成什么出现,嘿嘿)。被Sputnik所刺激的美国总统艾森豪威尔五星上将积极推动ARPA。又因为美国政府为了公平起见,每次采购计算机时都从不同设备制造商处购买。大家很快发现,各个计算机无法兼容。1962年,Licklider提出:各个计算机高度自治,但他们也应该能够相互通讯。这就是ARPA网,它成为Internel的前身。
一:理解Socket:
在使用手机与女朋友联系时,必须用手机拨她的号码,然后心情坎坷的等待她的应答。当双方通话时,就建立了一个具有两个端点的通信线路。
Linux中的Socket与电话非常相似。具体问题,稍后再分析。
二:Socket域(domain),类型(type),协议(protoclo)以及Bluetooth中的具体使用:
Berkeley小组在构思BSDSocket时,TCP/IP协议也还处在发展之中,其他一些很有竞争力的协议如X.25等也在发展,其它很多协议还在构思与研究阶段(Bluetooth还没出生)。为了使Socket可以应用于各种不同协议,domain的作用就在于此。
domain指出想要使用的协议族。
不得不佩服Berkeley小组的前瞻力。他们考虑在指定Socket时,可能还需要进一步的细分类目:
1.某个协议族(Domain)中的一个或多个协议。
2.某个协议中的一个或多个地址格式。
这个规则在TCP/IP等协议栈时并不明显,因为某个协议族只有同一种地址格式。但在Bluetooth中则非常有用。
protocol则用来指出在此协议族中的具体某个协议。
虽然在TCP/IP协议栈中,因为协议族中某个type的协议栈只有一种,所以此项为0,但Bluetooth中,这一项则非常有用。
type用来指出此协议族中的具体协议的Socket类型为何种:SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM,SOCK_SEQPACKET,SOCK_RAW.
三:Socket地址:
每一种通信协议都对网络地址格式作了明确规定。协议族(Domain)+协议(protocol)的作用就是指明使用哪种地址类型。
BSD Socket是在ANSI C标准被采纳之前开发的,所以没有使用(void*)数据类型来接收结构化的地址。BSD的解决方案是定义了一个通用的地址结构:
struct sockaddr
{
sa_family_t sa_family; //地址族
charsa_data[14]; //地址数据
};
sa_family长度2字节,用来存放地址族。
sa_data长度14字节,用来存放具体的协议的地址数据。
如果是用AF_INET(IPV4),则它的地址类型sockaddr_in如下,刚好与struct sockaddr对应
struct sockaddr_in
{
sa_family_tsin_family; //地址族
uint16_tsip_port; //端口
struct in_addrsin_addr; //Internel 地址
unsigned char sin_zero[8]; //占位字节
};
如果是用Bluetooth协议族(PF_BLUETOOTH)中的协议l2cap(BTPROTO_L2CAP),则地址格式如下:
struct sockaddr_l2
{
sa_family_t l2_family; //地址族
unsignedshort l2_psm; //PSM
bdaddr_t l2_bdaddr; //Bluetooth 地址
unsigned short l2_cid;
};
四:BluetoothSocket的建立和地址绑定:
int socket(int domain, int type, int protocol);
domain:使用 PF_BLUETOOTH。
protocol:使用想要建立的Socket的protocol.如果想建立HCISocket:BTPROTO_HCI。L2cap:BTPROTO_L2CAP
type:SOCK_SEQPACKET,以Packet为单位读取。SOCK_SAW:原始Socket。
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_taddrlen);
将socket与某个地址绑定。
嘿嘿,接着前面Socket与手机的话题,建立一个Socket。就相当于是一个手机,地址,则相当于手机号码。
一个手机想要别人打进来,就需要让别人知道电话号码。 而一个Bluetooth设备想要别人能够连接,也需要将Socket与Bluetooth地址绑定。
山寨机让我们知道了双卡双待,Bluetooth也可以实现这一点。建立一个Socket,只是一个手机,它可以与多个bdaddr绑定。这就是hci0,hci1等等。
五:理解网络字序:
对于多字节数据,不同的CPU有不同的组织方式,最基本的字节序位:
小端(little-endian): 将低序字节存储在起始位置。
大端(big-endian):将高序字节存储在其实位置。
Intel CPU使用小端。Motorola等CPU使用大端,网络上传输数据的标准顺序为大端。
他们之间的转化:
htobs(), htonl() 主机到网络
ntohl() , ntohs() 网络到主机。