Linux-0.11 文件系统open.c详解

模块简介

对于一个文件系统，需要提供一些封装好的系统调用提供给应用层调用。例如打开一个文件，对于应用层而言，其并不关心底层的inode和buffer_cache的操作。 open.c便是提供这样的一个功能。

同样是文件系统high-level的API的有:

• open.c
• exec.c
• stat.c
• fcntl.c
• ioctl.c

函数详解

sys_ustat

int sys_ustat(int dev, struct ustat * ubuf)

该函数的作用是获取文件系统信息。不过Linux-0.11版本尚未实现。

在代码实现中，仅仅是返回了一个错误码ENOSYS。

    return -ENOSYS;

sys_utime

int sys_utime(char * filename, struct utimbuf * times)

该函数的作用是设置文件的修改和访问时间。入参中，filename代表文件名， times是一个访问和修改时间结构的指针。

首先调用namei函数(fs/namei.c)获取文件的i节点， 因为一个文件与时间相关的信息存储在inode节点中。 接着从入参中提取出访问时间和修改时间。

	struct m_inode * inode;
	long actime,modtime;

	if (!(inode=namei(filename)))//获取文件的i节点
		return -ENOENT;
	if (times) {//如果times指针不为空，则从times中获取。
		actime = get_fs_long((unsigned long *) &times->actime);
		modtime = get_fs_long((unsigned long *) &times->modtime);
	} else//如果times指针为空，则直接从系统时间获取
		actime = modtime = CURRENT_TIME;

接着将i节点的访问时间和修改时间进行修改， 并设置该i节点有脏数据。

	inode->i_atime = actime;      //设置访问时间
	inode->i_mtime = modtime;     //设置修改时间
	inode->i_dirt = 1;            //设置i节点有脏数据
	iput(inode);                  //放回i节点
	return 0;

sys_access

int sys_access(const char * filename,int mode)

该函数的作用是检查文件的访问权限。

	struct m_inode * inode;
	int res, i_mode;

	mode &= 0007;
	if (!(inode=namei(filename)))
		return -EACCES;
	i_mode = res = inode->i_mode & 0777;
	iput(inode);
	if (current->uid == inode->i_uid)
		res >>= 6;
	else if (current->gid == inode->i_gid)
		res >>= 6;   //这里似乎是一个bug， 应该是>>3， namei中的permission函数没有这个问题
	if ((res & 0007 & mode) == mode)
		return 0;
	/*
		* XXX we are doing this test last because we really should be
		* swapping the effective with the real user id (temporarily),
		* and then calling suser() routine.  If we do call the
		* suser() routine, it needs to be called last. 
		*/
	if ((!current->uid) &&
		(!(mode & 1) || (i_mode & 0111)))
		return 0;
	return -EACCES;

sys_chdir

int sys_chdir(const char * filename)

该函数的作用是改变当前进程的工作目录。

首先通过namei找到路径filename对应的i节点。节点将该i节点设置给PCB中的pwd字段。

	struct m_inode * inode;

	if (!(inode = namei(filename)))
		return -ENOENT;
	if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) { //如果给定的filename对应的不是一个目录i节点，则返回错误
		iput(inode);
		return -ENOTDIR;
	}
	iput(current->pwd);
	current->pwd = inode;  //将当前进程的工作路径设置为filename对应的i节点
	return (0);

sys_chroot

int sys_chroot(const char * filename)

该函数的作用是修改进程的根目录。

首先通过namei找到路径filename对应的i节点。节点将该i节点设置给PCB中的root字段。

	struct m_inode * inode;

	if (!(inode=namei(filename)))
		return -ENOENT;
	if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {//如果给定的filename对应的不是一个目录i节点，则返回错误
		iput(inode);
		return -ENOTDIR;
	}
	iput(current->root);
	current->root = inode;//将当前进程的根路径设置为filename对应的i节点
	return (0);

sys_chmod

int sys_chmod(const char * filename,int mode)

该函数的作用是用于修改文件的权限。

	struct m_inode * inode;

	if (!(inode=namei(filename))) //先查找出filename对应的i节点
		return -ENOENT;
	if ((current->euid != inode->i_uid) && !suser()) { //如果当前进程的有效用户不等于i节点用户，并且也不是超级用户，则没有操作该i节点的权限
		iput(inode);
		return -EACCES;
	}
	inode->i_mode = (mode & 07777) | (inode->i_mode & ~07777);//否则重新设置该i节点的文件属性，并设置该i节点含有脏数据
	inode->i_dirt = 1;
	iput(inode);
	return 0;

sys_chown

int sys_chown(const char * filename,int uid,int gid)

该函数的作用是修改文件的拥有用户和拥有组。

	struct m_inode * inode;

	if (!(inode=namei(filename)))//获取filename对应的i节点
		return -ENOENT;
	if (!suser()) {//如果不是超级用户则不能操作
		iput(inode);
		return -EACCES;
	}
	inode->i_uid=uid;//设置uid
	inode->i_gid=gid;//设置gid
	inode->i_dirt=1;//设置有脏数据
	iput(inode);
	return 0;

sys_open

int sys_open(const char * filename,int flag,int mode)

该函数的作用是用于打开一个文件。该函数是打开文件的系统调用。

	struct m_inode * inode;
	struct file * f;
	int i,fd;

	mode &= 0777 & ~current->umask; //mode和进程的屏蔽码相与
	for(fd=0 ; fd<NR_OPEN ; fd++)   //从进程的fd数组中找到一个空闲项
		if (!current->filp[fd]) 
			break;
	if (fd>=NR_OPEN) //如果超过了进程最大可以打开的文件数则返回错误
		return -EINVAL;
	current->close_on_exec &= ~(1<<fd);
	f=0+file_table;
	for (i=0 ; i<NR_FILE ; i++,f++)
		if (!f->f_count) break;
	if (i>=NR_FILE)
		return -EINVAL;
	(current->filp[fd]=f)->f_count++;
	if ((i=open_namei(filename,flag,mode,&inode))<0) {//调用open_namei打开filename对应的i节点
		current->filp[fd]=NULL;
		f->f_count=0;
		return i;
	}
/* ttys are somewhat special (ttyxx major==4, tty major==5) */
	if (S_ISCHR(inode->i_mode)) {
		if (MAJOR(inode->i_zone[0])==4) {//ttyxx  major = 4
			if (current->leader && current->tty<0) {
				current->tty = MINOR(inode->i_zone[0]);
				tty_table[current->tty].pgrp = current->pgrp;
			}
		} else if (MAJOR(inode->i_zone[0])==5)//tty major=5
			if (current->tty<0) {
				iput(inode);
				current->filp[fd]=NULL;
				f->f_count=0;
				return -EPERM;
			}
	}
/* Likewise with block-devices: check for floppy_change */
	if (S_ISBLK(inode->i_mode))
		check_disk_change(inode->i_zone[0]);
	f->f_mode = inode->i_mode;
	f->f_flags = flag;
	f->f_count = 1;
	f->f_inode = inode;
	f->f_pos = 0;
	return (fd);

sys_creat

int sys_creat(const char * pathname, int mode)

该函数是创建文件的系统调用。

其内部调用了sys_open函数，传递参数时，设置flag = O_CREAT | O_TRUNC。

	return sys_open(pathname, O_CREAT | O_TRUNC, mode);

sys_close

int sys_close(unsigned int fd)

该函数是关闭文件的系统调用。

	struct file * filp;

	if (fd >= NR_OPEN)//如果fd大于了程序可以打开的最大的文件数，则返回错误。
		return -EINVAL;
	current->close_on_exec &= ~(1<<fd);//将执行时关闭的句柄位图复位为0
	if (!(filp = current->filp[fd]))//fd对应的进程文件描述符并没有对应的文件结构体，则返回错误。
		return -EINVAL;
	current->filp[fd] = NULL;//将fd对应的文件结构体置为NULL
	if (filp->f_count == 0)
		panic("Close: file count is 0");
	if (--filp->f_count)//减少引用计数，如果f_count不为0， 代表还有其他进程在使用该文件结构体，则直接返回
		return (0);
	iput(filp->f_inode);//否则代表没有进程在使用该文件结构体，则可以进行放回操作
	return (0);

Q & A