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【Bluedroid】蓝牙启动之 l2c_init 源码解析

news 2025/6/3 15:50:37

蓝牙 L2CAP（逻辑链路控制和适配协议）层是蓝牙协议栈的核心传输层，负责为上层协议（如 ATT、SMP、GATT）提供逻辑通道、服务路由和流量控制等关键功能。本文围绕 L2CAP 层的五大核心数据结构（全局控制块tL2C_CB、链路控制块tL2C_LCB、通道控制块tL2C_CCB、注册控制块tL2C_RCB及固定通道注册信息tL2CAP_FIXED_CHNL_REG）展开解析，结合初始化函数l2c_init的实现，阐述 L2CAP 层如何通过预分配资源池、状态隔离、协议适配和流量控制等机制，支撑蓝牙设备间的可靠数据传输与服务交互。

一、概述

1.1 L2CAP 层的核心架构与数据结构

L2CAP 层的核心功能（如通道管理、服务路由、流量控制）依赖一组高度模块化的数据结构实现，这些结构通过状态隔离、资源预分配和协同工作，确保 L2CAP 层的高效与可靠。以下是核心结构的功能定位与设计逻辑：

1. 全局控制块 tL2C_CB：L2CAP 的 “大脑”

tL2C_CB是 L2CAP 层的全局控制块，存储协议栈运行所需的全局状态与配置参数，主要包含：

  • 资源池管理：预分配链路控制块（tL2C_LCB）、通道控制块（tL2C_CCB）和注册控制块（tL2C_RCB）的池化资源，避免动态内存分配的开销；

  • 流量控制参数：管理经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的轮询配额（round_robin_quota）、未确认包数（round_robin_unacked），支撑链路级流量调度；

  • 协议适配配置：包括动态 PSM 分配表（le_dyn_psm_assigned）、固定通道掩码（l2c_ble_fixed_chnls_mask）、控制器能力参数（如num_lm_acl_bufs），适配不同传输类型（BR/EDR、BLE）的差异化需求；

  • 兼容性扩展：支持测试模式（L2CAP_CONFORMANCE_TESTING）和拥塞回调上下文标记（is_cong_cback_context），提升调试与异常处理能力。

2. 链路控制块 tL2C_LCB：单链路的 “微型操作系统”

每条蓝牙链路（由对端设备地址唯一标识）对应一个tL2C_LCB，负责管理链路的全生命周期状态（连接、空闲、断开），核心功能包括：

  • 状态隔离：存储链路角色（link_role_）、连接参数（min_interval/max_interval）、传输配额（link_xmit_quota）等独立状态，避免多链路干扰；

  • 通道管理：通过双向链表（ccb_queue）管理该链路下所有活跃通道（tL2C_CCB），支持通道的快速遍历与操作；

  • 流量与可靠性：跟踪未确认包数（sent_not_acked）、拥塞状态（cong_sent），结合轮询调度（rr_serv）和优先级（acl_priority）优化传输效率；

  • 协议适配：支持 BLE 的连接参数更新（conn_update_mask）、安全检查队列（le_sec_pending_q）和子速率调整（subrate_req_mask），满足低功耗场景需求。

3. 通道控制块 tL2C_CCB：单通道的 “微型控制器”

每个 L2CAP 通道（由本地 / 远程 CID 唯一标识）对应一个tL2C_CCB，负责通道的状态管理与数据传输，核心设计目标包括：

  • 状态与配置：记录通道状态（chnl_state）、配置完成标志（config_done）、MTU 协商结果（max_rx_mtu），支撑通道的建立、配置与断开流程；

  • 数据传输与可靠性：通过分段重组（is_first_seg/ble_sdu）、拥塞管理（xmit_hold_q/buff_quota）和重传机制（ertm_info），确保数据可靠传输；

  • 性能优化：支持通道优先级（ccb_priority）、数据速率（tx_data_rate）和可刷新标记（is_flushable），适配实时与非实时业务需求；

  • 协议扩展：兼容 eL2CAP（ecoc）和 LE CoC（remote_credit_count），支撑增强型连接导向通道的动态配置。

4. 注册控制块 tL2C_RCB：服务路由的 “桥梁”

上层应用（如 GATT 服务器、自定义服务）通过tL2C_RCB向 L2CAP 注册服务（由 PSM 标识），核心作用包括：

  • 服务标识与隔离：存储服务 PSM（psm）、实际 PSM（real_psm）和是否活跃（in_use），确保不同服务的独立管理；

  • 参数协商：保存本地 / 对端 MTU（my_mtu/required_remote_mtu）、ERTM 配置（ertm_info）和 CoC 配置（coc_cfg），支撑 L2CAP 与对端的连接协商；

  • 应用交互：通过api成员绑定应用回调（如数据接收、连接状态通知），实现 L2CAP 层与上层应用的解耦通信。

5. 固定通道注册信息 tL2CAP_FIXED_CHNL_REG：标准化协议的 “接口契约”

固定通道（如 ATT、SMP）通过tL2CAP_FIXED_CHNL_REG注册回调与配置，核心功能包括：

  • 事件通知：绑定连接 / 断开回调（pL2CA_FixedConn_Cb）、数据接收回调（pL2CA_FixedData_Cb）和拥塞状态回调（pL2CA_FixedCong_Cb），上层应用通过回调感知通道状态并处理数据；

  • 参数配置：设置默认空闲超时（default_idle_tout）和发送完成回调（pL2CA_FixedTxComplete_Cb），优化固定通道的功耗与可靠性。

1.2 初始化函数 l2c_init：L2CAP 层的启动基础

l2c_init是 L2CAP 层的初始化入口，主要完成：

  • 资源池初始化：通过链表管理空闲CCB（p_free_ccb_first/p_free_ccb_last），预分配LCB/RCB池，确保资源高效复用；

  • 全局参数配置：初始化动态 PSM 起始值（le_dyn_psm）、固定通道掩码（l2c_ble_fixed_chnls_mask）和空闲超时（idle_timeout），支撑服务发现与链路管理；

  • 兼容性初始化：配置测试模式参数（test_info_resp）和非可刷新包标志（non_flushable_pbf），适配控制器能力与调试需求。

二、源码分析

l2c_init

packages/modules/Bluetooth/system/stack/l2cap/l2c_main.cc
/********************************************************************************* Function         l2c_init** Description      This function is called once at startup to initialize*                  all the L2CAP structures** Returns          void*******************************************************************************/
/******************************************************************************/
/*               G L O B A L      L 2 C A P       D A T A                     */
/******************************************************************************/
tL2C_CB l2cb;void l2c_init(void) {int16_t xx;// 1. 清空全局控制块memset(&l2cb, 0, sizeof(tL2C_CB));// 2. 初始化动态 LE PSM（协议服务多路复用器）/* the LE PSM is increased by 1 before being used */l2cb.le_dyn_psm = LE_DYNAMIC_PSM_START - 1;// 3. 初始化通道控制块（CCB）空闲队列/* Put all the channel control blocks on the free queue */for (xx = 0; xx < MAX_L2CAP_CHANNELS - 1; xx++) {l2cb.ccb_pool[xx].p_next_ccb = &l2cb.ccb_pool[xx + 1];}// 4. 初始化非可刷新包标志（Non-Flushable Packet Flag）/* it will be set to L2CAP_PKT_START_NON_FLUSHABLE if controller supports */l2cb.non_flushable_pbf = L2CAP_PKT_START << L2CAP_PKT_TYPE_SHIFT;l2cb.p_free_ccb_first = &l2cb.ccb_pool[0];l2cb.p_free_ccb_last = &l2cb.ccb_pool[MAX_L2CAP_CHANNELS - 1];// 5. 设置空闲超时时间
/* Set the default idle timeout */l2cb.idle_timeout = L2CAP_LINK_INACTIVITY_TOUT;// 6. 一致性测试模式配置（可选）
#if (L2CAP_CONFORMANCE_TESTING == TRUE)/* Conformance testing needs a dynamic response */l2cb.test_info_resp = L2CAP_EXTFEA_SUPPORTED_MASK;
#endif/* Number of ACL buffers to use for high priority channel */// 7. 固定通道掩码初始化（BLE 专用）l2cb.l2c_ble_fixed_chnls_mask = L2CAP_FIXED_CHNL_ATT_BIT |L2CAP_FIXED_CHNL_BLE_SIG_BIT |L2CAP_FIXED_CHNL_SMP_BIT;
}

l2cb 是 L2CAP 层的核心控制块（Control Block），存储了 L2CAP 运行所需的所有状态信息和配置参数。初始化它是 L2CAP 层启动的基础。包括：

  • 预分配通道控制块（CCB）并通过链表管理，提升内存效率；

  • 初始化动态 PSM 和固定通道掩码，支撑服务发现和数据路由；

  • 设置超时参数和包类型标志，保障链路可靠性和功耗优化；

  • 兼容测试模式，满足协议一致性验证需求。

tL2C_CB l2cb

packages/modules/Bluetooth/system/stack/l2cap/l2c_int.htypedef uint8_t tL2C_BLE_FIXED_CHNLS_MASK;/* Define the L2CAP control structure
*/
typedef struct {// 控制器允许的最大未确认数据包数（传输窗口），用于流量控制uint16_t controller_xmit_window; /* Total ACL window for all links */// 轮询调度的配额（每个链路在轮询周期内允许发送的最大数据包数）uint16_t round_robin_quota;   /* Round-robin link quota */// 当前轮询周期内未确认的数据包数uint16_t round_robin_unacked; /* Round-robin unacked */// 判断当前轮询配额是否可用bool is_classic_round_robin_quota_available() const {return round_robin_unacked < round_robin_quota;}// 更新未确认包数（收到确认后减少计数）void update_outstanding_classic_packets(uint16_t num_packets_acked) {if (round_robin_unacked > num_packets_acked)round_robin_unacked -= num_packets_acked;elseround_robin_unacked = 0;}// 标记是否需要触发轮询检查（如链路状态变化时）bool check_round_robin;       /* Do a round robin check */// 标记当前是否处于 “拥塞回调” 上下文。用于防止拥塞处理函数递归调用（如回调中再次触发拥塞）bool is_cong_cback_context;tL2C_LCB lcb_pool[MAX_L2CAP_LINKS];    /* Link Control Block pool */tL2C_CCB ccb_pool[MAX_L2CAP_CHANNELS]; /* Channel Control Block pool */tL2C_RCB rcb_pool[MAX_L2CAP_CLIENTS];  /* Registration info pool */tL2C_CCB* p_free_ccb_first; /* Pointer to first free CCB */tL2C_CCB* p_free_ccb_last;  /* Pointer to last  free CCB */// 标记是否禁止在连接创建时切换链路类型（如从 BR/EDR 切换到 BLE）bool disallow_switch;     /* false, to allow switch at create conn */// 控制器上经典蓝牙 ACL 缓冲区的数量（影响最大并发传输的数据包数）uint16_t num_lm_acl_bufs; /* # of ACL buffers on controller */// 链路空闲超时时间（单位：时钟周期或毫秒）。若链路在此时间内无数据传输，可能触发断开或节能模式uint16_t idle_timeout;    /* Idle timeout */// 指向当前处理 HCI传输的链路控制块（用于数据包的发送 / 接收）tL2C_LCB* p_cur_hcit_lcb;  /* Current HCI Transport buffer */// 当前活跃的链路控制块数量（即已建立的 L2CAP 链路数）uint16_t num_used_lcbs;    /* Number of active link control blocks */uint16_t non_flushable_pbf; /* L2CAP_PKT_START_NON_FLUSHABLE if controllersupports *//* Otherwise, L2CAP_PKT_START */#if (L2CAP_CONFORMANCE_TESTING == TRUE)uint32_t test_info_resp; /* Conformance testing needs a dynamic response */
#endiftL2CAP_FIXED_CHNL_REGfixed_reg[L2CAP_NUM_FIXED_CHNLS]; /* Reg info for fixed channels */// 当前活跃的 BLE 链路数量（用于资源监控）uint16_t num_ble_links_active; /* Number of LE links active */// BLE 控制器的传输窗口（与 controller_xmit_window 类似，但针对 BLE 链路）uint16_t controller_le_xmit_window; /* Total ACL window for all links */// BLE 固定通道的掩码（位掩码），标记哪些通道是预定义的固定通道（如 ATT、SMP）。在 l2c_init 中初始化为 `L2CAP_FIXED_CHNL_ATT_BITtL2C_BLE_FIXED_CHNLS_MASK l2c_ble_fixed_chnls_mask;  // LE fixed channels mask// 控制器上 BLE ACL 缓冲区的数量（与 num_lm_acl_bufs 类似，但针对 BLE）uint16_t num_lm_ble_bufs;         /* # of ACL buffers on controller */// BLE 轮询调度的配额uint16_t ble_round_robin_quota;   /* Round-robin link quota */// BLE 当前轮询周期内的未确认数据包数uint16_t ble_round_robin_unacked; /* Round-robin unacked */// 判断 BLE 轮询配额是否可用bool is_ble_round_robin_quota_available() const {return ble_round_robin_unacked < ble_round_robin_quota;}// 更新 BLE 未确认包数void update_outstanding_le_packets(uint16_t num_packets_acked) {if (ble_round_robin_unacked > num_packets_acked)ble_round_robin_unacked -= num_packets_acked;elseble_round_robin_unacked = 0;}// 标记是否需要触发 BLE 轮询检查bool ble_check_round_robin;       /* Do a round robin check */tL2C_RCB ble_rcb_pool[BLE_MAX_L2CAP_CLIENTS]; /* Registration info pool */// 下一个待分配的动态 PSMuint16_t le_dyn_psm; /* Next LE dynamic PSM value to try to assign */// 动态 PSM 分配表（标记哪些 PSM 已被占用），确保每个动态 PSM 唯一bool le_dyn_psm_assigned[LE_DYNAMIC_PSM_RANGE]; /* Table of assigned LE PSM */} tL2C_CB;

tL2C_CB 的设计围绕蓝牙 L2CAP 层的核心功能展开，主要包含以下模块：

  • 资源池管理：预分配链路、通道、客户端的控制块（LCB/CCB/RCB），避免动态内存分配的开销；

  • 流量控制：管理经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的轮询配额（Round-Robin Quota）和未确认包数；

  • 状态标记：记录链路状态（如是否允许切换、是否处于拥塞回调上下文）；

  • 协议适配：支持经典蓝牙和 BLE 的差异化配置（如固定通道掩码、动态 PSM 分配）；

  • 兼容性扩展：包含测试模式（L2CAP_CONFORMANCE_TESTING）和控制器能力相关参数。

蓝牙 ACL 链路的数据包分为 “可刷新”（Flushable）和 “非可刷新”（Non-Flushable）：

  • 可刷新包：若控制器缓存满，可丢弃（如普通数据）；

  • 非可刷新包：必须传输（如语音、视频等实时数据）。 non_flushable_pbf 用于标记 L2CAP 层发送的数据包类型，确保控制器正确处理。

tL2C_LCB

packages/modules/Bluetooth/system/stack/l2cap/l2c_int.h
/* Define a link control block. There is one link control block between* this device and any other device (i.e. BD ADDR).
*/
typedef struct t_l2c_linkcb {bool in_use; /* true when in use, false when not */tL2C_LINK_STATE link_state;// 链路级定时器，用于触发空闲超时（idle_timeout）。若链路在 idle_timeout 时间内无数据传输，可能触发断开或进入低功耗模式alarm_t* l2c_lcb_timer; /* Timer entry for timeout evt *///  This tracks if the link has ever either (a)//  been used for a dynamic channel (EATT or L2CAP CoC), or (b) has been a//  GATT client. If false, the local device is just a GATT server, so for//  backwards compatibility we never do a link timeout.bool with_active_local_clients{false};private:uint16_t handle_; /* The handle used with LM */friend void l2cu_set_lcb_handle(struct t_l2c_linkcb& p_lcb, uint16_t handle);void SetHandle(uint16_t handle) { handle_ = handle; }public:uint16_t Handle() const { return handle_; }void InvalidateHandle() { handle_ = HCI_INVALID_HANDLE; }// 通道控制块（CCB）队列，存储该链路下所有活跃通道的 CCBtL2C_CCB_Q ccb_queue; /* Queue of CCBs on this LCB */// 链路断开时待处理的通道 CCB（如未完成的通道释放流程）tL2C_CCB* p_pending_ccb;  /* ccb of waiting channel during link disconnect */alarm_t* info_resp_timer; /* Timer entry for info resp timeout evt */RawAddress remote_bd_addr; /* The BD address of the remote */private:tHCI_ROLE link_role_{HCI_ROLE_CENTRAL}; /* Central or peripheral */public:tHCI_ROLE LinkRole() const { return link_role_; }bool IsLinkRoleCentral() const { return link_role_ == HCI_ROLE_CENTRAL; }bool IsLinkRolePeripheral() const {return link_role_ == HCI_ROLE_PERIPHERAL;}void SetLinkRoleAsCentral() { link_role_ = HCI_ROLE_CENTRAL; }void SetLinkRoleAsPeripheral() { link_role_ = HCI_ROLE_PERIPHERAL; }// 信令通道 ID（固定为 0x01），用于标识 L2CAP 信令通道uint8_t signal_id;                /* Signalling channel id */// 当前 Echo Request 信令的 ID（用于匹配响应）。Echo 信令用于测试链路连通性uint8_t cur_echo_id;              /* Current id value for echo request */uint16_t idle_timeout;            /* Idle timeout */private:bool is_bonding_{false};          /* True - link active only for bonding */public:bool IsBonding() const { return is_bonding_; }void SetBonding() { is_bonding_ = true; }void ResetBonding() { is_bonding_ = false; }// 链路允许的最大未确认数据包数（传输配额）。若 link_xmit_quota == 0，表示采用轮询调度（Round-Robin）uint16_t link_xmit_quota; /* Num outstanding pkts allowed */bool is_round_robin_scheduling() const { return link_xmit_quota == 0; }uint16_t sent_not_acked;  /* Num packets sent but not acked */void update_outstanding_packets(uint16_t packets_acked) {if (sent_not_acked > packets_acked)sent_not_acked -= packets_acked;elsesent_not_acked = 0;}bool w4_info_rsp;                /* true when info request is active */// 对端支持的扩展功能掩码（如流控、大数据包），通过信令协商获取uint32_t peer_ext_fea;           /* Peer's extended features mask */list_t* link_xmit_data_q;        /* Link transmit data buffer queue */uint8_t peer_chnl_mask[L2CAP_FIXED_CHNL_ARRAY_SIZE];tL2CAP_PRIORITY acl_priority;bool is_normal_priority() const {return acl_priority == L2CAP_PRIORITY_NORMAL;}bool is_high_priority() const { return acl_priority == L2CAP_PRIORITY_HIGH; }bool set_priority(tL2CAP_PRIORITY priority) {if (acl_priority != priority) {acl_priority = priority;return true;}return false;}bool use_latency_mode = false;tL2CAP_LATENCY preset_acl_latency = L2CAP_LATENCY_NORMAL;tL2CAP_LATENCY acl_latency = L2CAP_LATENCY_NORMAL;bool is_normal_latency() const { return acl_latency == L2CAP_LATENCY_NORMAL; }bool is_low_latency() const { return acl_latency == L2CAP_LATENCY_LOW; }bool set_latency(tL2CAP_LATENCY latency) {if (acl_latency != latency) {acl_latency = latency;return true;}return false;}tL2C_CCB* p_fixed_ccbs[L2CAP_NUM_FIXED_CHNLS];private:tHCI_REASON disc_reason_{HCI_ERR_UNDEFINED};public:tHCI_REASON DisconnectReason() const { return disc_reason_; }void SetDisconnectReason(tHCI_REASON disc_reason) {disc_reason_ = disc_reason;}tBT_TRANSPORT transport;bool is_transport_br_edr() const { return transport == BT_TRANSPORT_BR_EDR; }bool is_transport_ble() const { return transport == BT_TRANSPORT_LE; }uint16_t tx_data_len; /* tx data length used in data length extension */fixed_queue_t* le_sec_pending_q; /* LE coc channels waiting for security checkcompletion */uint8_t sec_act;// 连接参数更新的掩码（标记哪些参数可更新）uint8_t conn_update_mask;// 标记是否因服务发现（如 GATT 发现）阻塞连接参数更新（避免影响发现过程）bool conn_update_blocked_by_service_discovery;// 标记是否因配置文件连接（如音频流）阻塞参数更新bool conn_update_blocked_by_profile_connection;uint16_t min_interval; /* parameters as requested by peripheral */uint16_t max_interval;uint16_t latency;uint16_t timeout;uint16_t min_ce_len;uint16_t max_ce_len;#define L2C_BLE_SUBRATE_REQ_DISABLE 0x1  // disable subrate req
#define L2C_BLE_NEW_SUBRATE_PARAM 0x2    // new subrate req parameter to be set
#define L2C_BLE_SUBRATE_REQ_PENDING 0x4  // waiting for subrate to be completed/* subrate req params */uint16_t subrate_min;uint16_t subrate_max;uint16_t max_latency;uint16_t cont_num;uint16_t supervision_tout;// 子速率用于调整连接间隔以进一步降低功耗uint8_t subrate_req_mask;/* each priority group is limited burst transmission *//* round robin service for the same priority channels */tL2C_RR_SERV rr_serv[L2CAP_NUM_CHNL_PRIORITY];uint8_t rr_pri; /* current serving priority group *//* Pending ECOC reconfiguration data */tL2CAP_LE_CFG_INFO pending_ecoc_reconfig_cfg;uint8_t pending_ecoc_reconfig_cnt;/* This is to keep list of local cids use in the* credit based connection response.*/uint16_t pending_ecoc_connection_cids[L2CAP_CREDIT_BASED_MAX_CIDS];uint8_t pending_ecoc_conn_cnt;uint16_t pending_lead_cid;uint16_t pending_l2cap_result;unsigned number_of_active_dynamic_channels() const {unsigned cnt = 0;const tL2C_CCB* cur = ccb_queue.p_first_ccb;while (cur != nullptr) {cnt++;cur = cur->p_next_ccb;}return cnt;}
} tL2C_LCB;

tL2C_LCB 是 L2CAP 层管理单条链路的 “微型操作系统”，其设计目标是：

  • 状态隔离：每条链路的状态（如角色、超时、流量）独立存储，避免不同链路间的干扰；

  • 协议适配：支持经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的差异化需求（如连接参数、安全检查）；

  • 实时性：通过预定义成员和高效操作（如队列管理、位掩码），满足蓝牙对低延迟的要求。

tL2C_CCB

packages/modules/Bluetooth/system/stack/l2cap/l2c_int.h
/* Define a channel control block (CCB). There may be many channel control* blocks between the same two Bluetooth devices (i.e. on the same link).* Each CCB has unique local and remote CIDs. All channel control blocks on* the same physical link and are chained together.
*/
typedef struct t_l2c_ccb {bool in_use;                /* true when in use, false when not */tL2C_CHNL_STATE chnl_state; /* Channel state */tL2CAP_LE_CFG_INFOlocal_conn_cfg; /* Our config for ble conn oriented channel */tL2CAP_LE_CFG_INFOpeer_conn_cfg;       /* Peer device config ble conn oriented channel */bool is_first_seg;       /* Dtermine whether the received packet is the firstsegment or not */BT_HDR* ble_sdu;         /* Buffer for storing unassembled sdu*/uint16_t ble_sdu_length; /* Length of unassembled sdu length*/struct t_l2c_ccb* p_next_ccb; /* Next CCB in the chain */struct t_l2c_ccb* p_prev_ccb; /* Previous CCB in the chain */struct t_l2c_linkcb* p_lcb;   /* Link this CCB is assigned to */uint16_t local_cid;  /* Local CID */uint16_t remote_cid; /* Remote CID */alarm_t* l2c_ccb_timer; /* CCB Timer Entry */tL2C_RCB* p_rcb;      /* Registration CB for this Channel */#define IB_CFG_DONE 0x01
#define OB_CFG_DONE 0x02
#define RECONFIG_FLAG 0x04 /* True after initial configuration */uint8_t config_done; /* Configuration flag word */uint16_t remote_config_rsp_result; /* The config rsp result from remote */uint8_t local_id;    /* Transaction ID for local trans */uint8_t remote_id;   /* Transaction ID for local */#define CCB_FLAG_NO_RETRY 0x01     /* no more retry */
#define CCB_FLAG_SENT_PENDING 0x02 /* already sent pending response */uint8_t flags;bool connection_initiator; /* true if we sent ConnectReq */tL2CAP_CFG_INFO our_cfg;          /* Our saved configuration options */tL2CAP_CFG_INFO peer_cfg;         /* Peer's saved configuration options */// 发送数据暂存队列。当通道拥塞（如对端缓冲区不足）时，暂存待发送的 PDU，待拥塞解除后重新发送fixed_queue_t* xmit_hold_q; /* Transmit data hold queue */// 标记是否已向对端发送 “拥塞状态”（Congestion Status）信令。对端收到后会暂停发送数据，避免进一步拥塞bool cong_sent;             /* Set when congested status sent */// 触发拥塞的缓冲区配额（如本地缓冲区剩余空间低于此值时，发送拥塞信令）uint16_t buff_quota;        /* Buffer quota before sending congestion */tL2CAP_CHNL_PRIORITY ccb_priority;  /* Channel priority */tL2CAP_CHNL_DATA_RATE tx_data_rate; /* Channel Tx data rate */tL2CAP_CHNL_DATA_RATE rx_data_rate; /* Channel Rx data rate *//* Fields used for eL2CAP */// 扩展重传模式（ERTM）信息（如重传次数、超时时间）。ERTM 用于提高数据传输的可靠性（如实时流）tL2CAP_ERTM_INFO ertm_info;// 流控接收块（Flow Control Receive Block），记录接收端的状态（如已接收的 PDU 序号），用于流控和重传tL2C_FCRB fcrb;// 调整后的发送最大协议数据单元大小（Maximum Protocol Data Unit Size）。根据控制器能力动态调整，避免分片uint16_t tx_mps; /* TX MPS adjusted based on current controller */// 最大接收 MTU（Maximum Transmission Unit），由对端协商确定，限制接收的 SDU 大小uint16_t max_rx_mtu;// 流控配置的最大协商次数。若多次协商失败，可能终止通道uint8_t fcr_cfg_tries;          /* Max number of negotiation attempts */bool peer_cfg_already_rejected; /* If mode rejected once, set to true */bool out_cfg_fcr_present; /* true if cfg response should include fcr options*/bool is_flushable; /* true if channel is flushable */uint16_t fixed_chnl_idle_tout; /* Idle timeout to use for the fixed channel */uint16_t tx_data_len;/* Number of LE frames that the remote can send to us (credit count in* remote). Valid only for LE CoC */uint16_t remote_credit_count;/* used to indicate that ECOC is used */// 标记是否使用增强连接导向通道（Enhanced CoC，eCoC）。eCoC 支持更高的吞吐量和更灵活的流控bool ecoc{false};// 标记是否已启动通道重新配置（如动态调整 MTU 或流控参数）bool reconfig_started;struct {struct {unsigned bytes{0};unsigned packets{0};void operator()(unsigned bytes) {this->bytes += bytes;this->packets++;}} rx, tx;struct {struct {unsigned bytes{0};unsigned packets{0};void operator()(unsigned bytes) {this->bytes += bytes;this->packets++;}} rx, tx;} dropped;} metrics;} tL2C_CCB;

tL2C_CCB 是 L2CAP 层管理单条通道的 “微型控制器”，其设计目标是：

  • 状态隔离：每条通道的状态（如配置完成度、传输状态）独立存储，避免不同通道间的干扰；

  • 协议适配：支持经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的差异化通道类型（如固定通道、动态通道、连接导向通道 CoC）；

  • 可靠性：通过分段重组、流控、重传等机制，确保数据可靠传输；

  • 性能优化：通过优先级、数据速率配置、拥塞管理，提升通道效率。

tL2C_RCB

packages/modules/Bluetooth/system/stack/l2cap/l2c_int.h
typedef struct {bool in_use;bool log_packets;uint16_t psm;uint16_t real_psm; /* This may be a dummy RCB for an o/b connection but *//* this is the real PSM that we need to connect to */tL2CAP_APPL_INFO api;tL2CAP_ERTM_INFO ertm_info;// BLE 连接导向通道（Connection-Oriented Channel, CoC）的配置信息（如最大传输单元 MTU、信用计数）。CoC 是 BLE 中面向连接的传输模式，用于需要可靠传输的场景（如传感器数据）tL2CAP_LE_CFG_INFO coc_cfg;uint16_t my_mtu;// 本地应用要求对端必须支持的最小 MTU。若对端 MTU 小于此值，连接可能被拒绝（确保应用层数据能完整传输）uint16_t required_remote_mtu;
} tL2C_RCB;

在蓝牙协议栈中，L2CAP 层的核心职责之一是服务发现与路由：上层应用（如 GATT 服务器、自定义服务）需要向 L2CAP 注册自己的服务（通过 PSM 标识），当对端设备发起针对该 PSM 的连接请求时，L2CAP 层需将数据路由到对应的应用。tL2C_RCB 正是存储这些注册信息的载体，其设计目标是：

  • 服务隔离：每个注册服务的信息独立存储，避免不同服务间的干扰；

  • 协议适配：支持经典蓝牙（BR/EDR）和低功耗蓝牙（BLE）的差异化服务类型（如固定 PSM 服务、动态 PSM 服务）；

  • 连接协商：存储服务的配置参数（如 MTU、ERTM 模式），用于 L2CAP 与对端的连接协商。

通过一个自定义 BLE 服务的注册与数据传输流程，看 tL2C_RCB 的作用：

1. 服务注册：

  • 应用层（如自定义传感器服务）调用 L2CAP 接口 L2CA_Register，传入 PSM（如 0x000F）、my_mtu=256、required_remote_mtu=128 以及回调函数 sensor_data_callback。

  • L2CAP 层从 tL2C_CB 的 rcb_pool（注册控制块池）中分配一个空闲的 tL2C_RCB，设置 in_use=true、psm=0x000F、api.p_cback=sensor_data_callback、my_mtu=256、required_remote_mtu=128，完成服务注册。

2. 对端连接请求：

  • 对端设备发起针对 PSM=0x000F 的连接请求，L2CAP 层根据 PSM 查找 rcb_pool，找到对应的 tL2C_RCB。

  • L2CAP 层使用 rcb->coc_cfg（CoC 配置）和 rcb->ertm_info（ERTM 配置）与对端协商连接参数（如 MTU、流控模式）。

3. 数据传输：

  • 对端发送数据到 PSM=0x000F，L2CAP 层根据 PSM 找到 tL2C_RCB，调用 rcb->api.p_cback 将数据传递给应用层的 sensor_data_callback。

  • 应用层处理数据后，通过 L2CAP 接口发送响应，L2CAP 层使用 rcb->my_mtu 对数据分片，确保不超过通道 MTU。

  • 服务注销：应用层调用 L2CA_Deregister 注销服务，L2CAP 层将 rcb->in_use 设为 false，释放 tL2C_RCB 回 rcb_pool。

L2CAP 层收到对端发送的数据包后，根据 PSM 查找对应的 tL2C_RCB，然后通过 api.p_cback 调用应用层回调函数，将数据传递给上层应用（如 GATT 服务器处理 ATT 协议数据）。

tL2CAP_FIXED_CHNL_REG

packages/modules/Bluetooth/system/stack/include/l2c_api.h
/*********************************************************************************                      Fixed Channel callback prototypes*******************************************************************************//* Fixed channel connected and disconnected. Parameters are*      channel*      BD Address of remote*      true if channel is connected, false if disconnected*      Reason for connection failure*      transport : physical transport, BR/EDR or LE*/
// 通知上层应用固定通道的连接或断开事件
typedef void(tL2CA_FIXED_CHNL_CB)(uint16_t, const RawAddress&, bool, uint16_t,tBT_TRANSPORT);/* Signalling data received. Parameters are*      channel*      BD Address of remote*      Pointer to buffer with data*/
// 将 L2CAP 层收到的固定通道数据传递给上层应用
typedef void(tL2CA_FIXED_DATA_CB)(uint16_t, const RawAddress&, BT_HDR*);/* Congestion status callback protype. This callback is optional. If* an application tries to send data when the transmit queue is full,* the data will anyways be dropped. The parameter is:*      remote BD_ADDR*      true if congested, false if uncongested*/
// 通知上层应用固定通道的拥塞状态（传输队列是否已满）
typedef void(tL2CA_FIXED_CONGESTION_STATUS_CB)(const RawAddress&, bool);/* Fixed channel registration info (the callback addresses and channel config)*/
typedef struct {// 连接 / 断开事件的回调函数指针。上层应用通过此接口感知通道状态变化tL2CA_FIXED_CHNL_CB* pL2CA_FixedConn_Cb;// 数据接收回调函数指针。上层应用通过此接口获取通道数据tL2CA_FIXED_DATA_CB* pL2CA_FixedData_Cb;// 拥塞状态回调函数指针（可选）。上层应用通过此接口调整发送策略tL2CA_FIXED_CONGESTION_STATUS_CB* pL2CA_FixedCong_Cb;// 通道默认空闲超时时间（单位：毫秒）。若通道在此时间内无数据传输，L2CAP 可能触发断开或进入低功耗模式uint16_t default_idle_tout;// 发送完成回调函数指针（可选）。当 L2CAP 确认数据已成功发送到对端时，调用此回调通知上层应用（如释放发送缓冲区）tL2CA_TX_COMPLETE_CB*pL2CA_FixedTxComplete_Cb; /* fixed channel tx complete callback */
} tL2CAP_FIXED_CHNL_REG;

蓝牙协议中，L2CAP 层通过 通道（Channel）为上层协议（如 ATT、SMP、RFCOMM）提供逻辑传输服务。其中，固定通道是预分配的、PSM（Protocol Service Multiplexer）固定的通道，用于标准化协议（例如：

  • ATT（属性协议）使用 PSM=0x0004；

  • SMP（安全管理协议）使用 PSM=0x0006；

  • BLE 的 GATT 客户端 / 服务器也依赖固定通道。

固定通道的注册需要向上层协议（如 GATT）通知连接状态、传递数据，并处理拥塞等事件。tL2CAP_FIXED_CHNL_REG 正是用于绑定这些交互逻辑的配置结构。

三、L2CAP 初始化流程图

四、动态通道连接时序图

五、固定通道数据流时序图

六、流量控制流程图

七、通道状态转换图 

八、内存管理关系图

九、总结

蓝牙 L2CAP 层的核心数据结构（tL2C_CB/tL2C_LCB/tL2C_CCB/tL2C_RCB/tL2CAP_FIXED_CHNL_REG）通过状态隔离、资源预分配和协同工作，构建了一个高效、可靠的传输管理体系。这些结构不仅支撑了 L2CAP 层的核心功能（如通道管理、服务路由、流量控制），还通过协议适配（BR/EDR 与 BLE）、扩展支持（eL2CAP/LE CoC）和兼容性设计（测试模式、拥塞处理），满足了蓝牙设备在不同场景（如低功耗、实时传输）下的多样化需求。理解这些数据结构的设计逻辑与交互机制，是掌握蓝牙协议栈开发、调试与优化的关键。

http://www.xdnf.cn/news/763201.html

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