a)《linux 2.6.11內(nèi)核文件IO的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)分析(open&creat)》，主要說明open和creat兩個(gè)文件IO的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。
b) 《linux 2.6.11內(nèi)核文件IO的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)分析(read&write)》，主要說明read和write兩個(gè)文件IO的系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。
8. lseek函數(shù)
8.1. 原型與參數(shù)
off_t sys_lseek(unsigned int fd, off_t offset, unsigned int origin)
每個(gè)打開文件都有一個(gè)與其相關(guān)聯(lián)的“當(dāng)前文件位移量”。它是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，用以度量從文件開始處計(jì)算的字節(jié)數(shù)。(本節(jié)稍后將對(duì)“非負(fù)”這一修飾詞的某些例外進(jìn)行說明。)通常，讀、寫操作都從當(dāng)前文件位移量處開始，并使位移量增加所讀或?qū)懙淖止?jié)數(shù)。按系統(tǒng)默認(rèn)，當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，除非指定O_APPEND選擇項(xiàng)，否則該位移量被設(shè)置為0�？梢哉{(diào)用lseek顯式地定位一個(gè)打開文件。
對(duì)參數(shù)offset 的解釋與參數(shù)origin的值有關(guān)。
• 若origin是SEEK_SET，則將該文件的位移量設(shè)置為距文件開始處offset 個(gè)字節(jié)。
• 若origin是SEEK_CUR，則將該文件的位移量設(shè)置為其當(dāng)前值加offset, offset可為正或負(fù)。
• 若origin是SEEK_END，則將該文件的位移量設(shè)置為文件長(zhǎng)度加offset, offset可為正或負(fù)。
若lseek成功執(zhí)行，則返回新的文件位移量，為此可以用下列方式確定一個(gè)打開文件的當(dāng)前位移量。這種方法也可用來確定所涉及的文件是否可以設(shè)置位移量。如果文件描述符引用的是一個(gè)管道或FIFO，則lseek返回－1，并將errno設(shè)置為EPIPE。
以下文字引用《UNIX高級(jí)編程》，在以前的內(nèi)核版本，origin參數(shù)名為whence：
三個(gè)符號(hào)常數(shù)SEEK_SET，SEEK_CUR和SEEK_END是由系統(tǒng)V引進(jìn)的。在系統(tǒng)V之前， whence被指定為0 (絕對(duì)位移量)，1 ( 相對(duì)于當(dāng)前位置的位移量)或2 (相對(duì)文件尾端的位移量)。很多軟件仍直接使用這些數(shù)字進(jìn)行編碼。在lseek中的字符l表示長(zhǎng)整型。在引入off_t數(shù)據(jù)類型之前， offset參數(shù)和返回值是長(zhǎng)整型的。lseek是由V7引進(jìn)的，當(dāng)時(shí)C語言中增加了長(zhǎng)整型。(在V6中，用函數(shù)seek和tell提供類似功能。)
8.2. 實(shí)現(xiàn)分析
8.2.1. 主要函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖
sys_lseek （參見8.2.2 )
| ------------- vfs_llseek （參見8.2.3）
| | ------------ default_llseek (參見8.2.4)
8.2.2. 主調(diào)用函數(shù)sys_lseek
asmlinkage off_t sys_lseek(unsigned int fd, off_t offset, unsigned int origin)
{
off_t retval;
struct file * file;
int fput_needed;
retval = -EBADF;
// 從進(jìn)程文件鏈表中根據(jù)fd獲取file文件表，如果沒有這個(gè)文件表，則返回EBADF錯(cuò)誤
file = fget_light(fd, &fput_needed); // fput_needed標(biāo)識(shí)是否需要更新file結(jié)構(gòu)的使用計(jì)數(shù)器
if (!file)
goto bad;
retval = -EINVAL;
if (origin <= 2) {
loff_t res = vfs_llseek(file, offset, origin); // 底層文件偏移操作，見8.2.3描述
retval = res;
if (res != (loff_t)retval)
retval = -EOVERFLOW; /* LFS: should only happen on 32 bit platforms */
}
// 如果origin不是0.1.2，則釋放標(biāo)識(shí)，返回EINVAL
fput_light(file, fput_needed);
bad:
return retval; // 返回錯(cuò)誤代碼
}
8.2.3. sys_lseek子函數(shù)vfs_llseek
loff_t vfs_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
{
loff_t (*fn)(struct file *, loff_t, int); // 文件系統(tǒng)統(tǒng)一的底層lseek函數(shù)接口
fn = no_llseek; // 如果操作權(quán)限不夠或者驅(qū)動(dòng)沒有實(shí)現(xiàn)該接口，則返回ESPIPE錯(cuò)誤
if (file->;f_mode & FMODE_LSEEK) {// 檢測(cè)是否有LSEEK的操作權(quán)限
fn = default_llseek; // 默認(rèn)的LSEEK實(shí)現(xiàn)函數(shù)，見8.2.4描述
if (file->;f_op && file->;f_op->;llseek)
fn = file->;f_op->;llseek; // 文件模塊實(shí)現(xiàn)的LSEEK函數(shù)
}
return fn(file, offset, origin); // 按照前面的接口函數(shù)執(zhí)行LSEEK操作并返回結(jié)果。
}
8.2.4. vfs_llseek子函數(shù)default_llseek
loff_t default_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
{
long long retval;
lock_kernel();
switch (origin) {
case 2: // 文件結(jié)尾向后偏移offset個(gè)字節(jié)
offset += i_size_read(file->;f_dentry->;d_inode);
break;
case 1: // 當(dāng)前位置向后偏移offset個(gè)字節(jié)
offset += file->;f_pos;
}
retval = -EINVAL;
if (offset >;= 0) {
if (offset != file->;f_pos) {
file->;f_pos = offset; // 刷新文件當(dāng)前位置記錄
file->;f_version = 0; // 更新文件version記錄
}
retval = offset;
}
unlock_kernel();
return retval;
}
9. close函數(shù)
9.1. 函數(shù)原型與參數(shù)
int close (int f i l e d e s)
關(guān)閉一個(gè)文件時(shí)也釋放該進(jìn)程加在該文件上的所有記錄鎖。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程終止時(shí)，它所有的打開文件都由內(nèi)核自動(dòng)關(guān)閉。很多程序都使用這一功能而不顯式地用c l o s e關(guān)閉打開的文件。對(duì)于對(duì)個(gè)任務(wù)同時(shí)操作該文件時(shí)，需要先釋放該句柄，才能關(guān)閉。
9.2. 實(shí)現(xiàn)分析
9.2.1. 主要函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖
sys_close （參見9.2.2 )
| ------------- filp_close （參見9.2.3）
9.2.2. 主調(diào)用函數(shù)sys_close
asmlinkage long sys_close(unsigned int fd)
{
struct file * filp;
struct files_struct *files = current->;files; // 進(jìn)程的文件指針向量表
spin_lock(&files->;file_lock);
if (fd >;= files->;max_fds) // 超過進(jìn)程最大句柄數(shù)，則返回EBADF
goto out_unlock;
filp = files->;fd[fd]; // 從向量表中獲取當(dāng)前文件句柄對(duì)應(yīng)的文件結(jié)構(gòu)
if (!filp) // 不存在，則返回EBADF
goto out_unlock;
files->;fd[fd] = NULL; // 從句柄列表中清除該fd記錄
FD_CLR(fd, files->;close_on_exec); // 從關(guān)閉隊(duì)列中清除該記錄
__put_unused_fd(files, fd); // 刷新進(jìn)程文件指針向量表
spin_unlock(&files->;file_lock);
return filp_close(filp, files); // 調(diào)用子函數(shù)關(guān)閉，參見9.2.3說明
out_unlock:
spin_unlock(&files->;file_lock);
return -EBADF;
}
9.2.3. sys_clsoe子函數(shù)filp_close
int filp_close(struct file *filp, fl_owner_t id)
{
int retval;
retval = filp->;f_error; //清除出錯(cuò)標(biāo)識(shí)
if (retval)
filp->;f_error = 0;
if (!file_count(filp)) {// 獲取當(dāng)前使用文件句柄的任務(wù)數(shù)目，如果有其他任務(wù)占用，則返回
printk(KERN_ERR "VFS: Close: file count is 0\n"
;return retval;
}
if (filp->;f_op && filp->;f_op->;flush) {
int err = filp->;f_op->;flush(filp); //調(diào)用文件模塊函數(shù)執(zhí)行flush操作。
if (!retval)
retval = err;
}
dnotify_flush(filp, id); // 釋放內(nèi)核緩存
locks_remove_posix(filp, id); // 釋放該文件結(jié)構(gòu)實(shí)例的posix同步鎖
fput(filp);
return retval;
}
9.3. 小結(jié)
主調(diào)用函數(shù)主要實(shí)現(xiàn)進(jìn)程文件指針向量表的刷新。而filp_close則實(shí)現(xiàn)了內(nèi)核和具體的文件驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)文件結(jié)構(gòu)的關(guān)閉操作。