socket 虚拟文件系统
在内核中，对socket实现了一种虚拟的文件系统（VFS）：socketfs。和其它一般文件系统不同，它不能被mount，没有挂载点，而是通过一个静态变量来引用：
[ net/socket.c ]
static struct vfsmount *sock_mnt __read_mostly;
在用户空间创建了一个socket后，返回值是一个文件描述符，下面分析一下创建socket时怎么和文件描述符联系的。在SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)最后调用sock_map_fd进行关联，其中返回的retval就是用户空间获取的文件描述符fd，sock就是调用sock_create创建成功的socket.
sock_map_fd()主要用于对socket的*file指针初始化，经过sock_map_fd()操作后，socket就通过其*file指针与VFS管理的文件进行了关联，便可以进行文件的各种操作，如read、write、lseek、ioctl等.
retval = sock_map_fd(sock, flags & (O_CLOEXEC | O_NONBLOCK));
系统调用read(v)、write(v)是用户空间读写socket的一种方法
SYSCALL_DEFINE3(read, unsigned int, fd, char __user *, buf, size_t, count)
2{
3 struct file *file;
4 ssize_t ret = -EBADF;
5 int fput_needed;
6
7 file = fget_light(fd, &fput_needed);
8 if (file) {
9 loff_t pos = file_pos_read(file);
10 ret = vfs_read(file, buf, count, &pos);
11
12 }
13
14 return ret;
15}
先调用fget_light得到fd对应的file，再调用vfs_read。
1ssize_t vfs_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *pos)
2{
3 ssize_t ret;
4
5 ret = rw_verify_area(READ, file, pos, count);
6 if (ret >= 0) {
7 count = ret;
8 if (file->f_op->read)
9 ret = file->f_op->read(file, buf, count, pos);
10 else
11 ret = do_sync_read(file, buf, count, pos);
12
13 }
14
15 return ret;
16}
1ssize_t do_sync_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *ppos)
2{
3 struct iovec iov = { .iov_base = buf, .iov_len = len };
4 struct kiocb kiocb;
5 ssize_t ret;
6
7
8 for (;;) {
9 ret = filp->f_op->aio_read(&kiocb, &iov, 1, kiocb.ki_pos);
10 if (ret != -EIOCBRETRY)
11 break;
12 wait_on_retry_sync_kiocb(&kiocb);
13 }
14
15 if (-EIOCBQUEUED == ret)
16 ret = wait_on_sync_kiocb(&kiocb);
17 *ppos = kiocb.ki_pos;
18 return ret;
19}
调用到了f_op->aio_read，使用异步读来实现同步读，若异步读没有完成，则调用wait_on_sync_kiocb等待。
) 示例代码如下：
int server_sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
2) 入口：
net/Socket.c:sys_socketcall()，根据子系统调用号，创建socket会执行sys_socket()函数；
2、分配socket结构：
1) 调用链：
net/Socket.c:sys_socket()->sock_create()->__sock_create()->sock_alloc()；
2) 在socket文件系统中创建i节点：
inode = new_inode(sock_mnt->mnt_sb);
这里，new_inode函数是文件系统的通用函数，其作用是在相应的文件系统中创建一个inode；其主要代码如下(fs/Inode.c)：
上面有个条件判断：if (sb->s_op->alloc_inode)，意思是说如果当前文件系统的超级块有自己分配inode的操作函数，则调用它自己的函数分配inode，否则从公用的高速缓存区中分配一块inode；
3) 创建socket专用inode：
在“socket文件系统注册”一文中后面提到，在安装socket文件系统时，会初始化该文件系统的超级块，此时会初始化超级块的操作指针s_op为sockfs_ops结构；因此此时分配inode会调用sock_alloc_inode函数来完成：实际上分配了一个socket_alloc结构体，该结构体包含socket和inode，但最终返回的是该结构体中的inode成员；至此，socket结构和inode结构均分配完毕；分配inode后，应用程序便可以通过文件描述符对socket进行read()/write()之类的操作，这个是由虚拟文件系统(VFS)来完成的。
3、根据inode取得socket对象：
由于创建inode是文件系统的通用逻辑，因此其返回值是inode对象的指针；但这里在创建socket的inode后，需要根据inode得到socket对象；内联函数SOCKET_I由此而来，这里使用两个重要宏containerof和offsetof
4、使用协议族来初始化socket：
1) 注册AF_INET协议域：
在“socket文件系统注册”中提到系统初始化的工作，AF_INET的注册也正是通过这个来完成的；
初始化入口net/ipv4/Af_inet.c：这里调用sock_register函数来完成注册：
根据family将AF_INET协议域inet_family_ops注册到内核中的net_families数组中；下面是其定义：
static struct net_proto_family inet_family_ops = { .family = PF_INET, .create = inet_create, .owner = THIS_MODULE, };
其中，family指定协议域的类型，create指向相应协议域的socket的创建函数；
2) 套接字类型
在相同的协议域下，可能会存在多个套接字类型；如AF_INET域下存在流套接字(SOCK_STREAM)，数据报套接字(SOCK_DGRAM)，原始套接字（SOCK_RAW），在这三种类型的套接字上建立的协议分别是TCP, UDP，ICMP/IGMP等。
在Linux内核中，结构体struct proto表示域中的一个套接字类型，它提供该类型套接字上的所有操作及相关数据(在内核初始化时会分配相应的高速缓冲区，见上面提到的inet_init函数)。
AF_IENT域的这三种套接字类型定义用结构体inet_protosw(net/ipv4/Af_inet.c)来表示，如下：其中，tcp_prot(net/ipv4/Tcp_ipv4.c)、 udp_prot(net/ipv4/Udp.c)、raw_prot(net/ipv4/Raw.c)分别表示三种类型的套接字，分别表示相应套接字的 操作和相关数据；ops成员提供该协议域的全部操作集合，针对三种不同的套接字类型，有三种不同的域操作inet_stream_ops、 inet_dgram_ops、inet_sockraw_ops，其定义均位于net/ipv4/Af_inet.c下；
内 核初始化时，在inet_init中，会将不同的套接字存放到全局变量inetsw中统一管理；inetsw是一个链表数组，每一项都是一个struct inet_protosw结构体的链表，总共有SOCK_MAX项，在inet_init函数对AF_INET域进行初始化的时候，调用函数 inet_register_protosw把数组inetsw_array中定义的套接字类型全部注册到inetsw数组中；其中相同套接字类型，不同 协议类型的套接字通过链表存放在到inetsw数组中，以套接字类型为索引，在系统实际使用的时候，只使用inetsw，而不使用 inetsw_array；
一个socket句柄代表两个地址对 “本地ip:port”--“远程ip:port”
socket为内核对象，由操作系统内核来维护其缓冲区，引用计数，并且可以在多个进程中使用。 至于称它为“句柄”“文件描述符”都是一样的，它只不过是内核开放给用户进程使用的整数而已
