open.c

带中文注释的Linux+0.11+源代码

/*
* linux/fs/open.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/

#include <string.h>		// 字符串头文件。主要定义了一些有关字符串操作的嵌入函数。
#include <errno.h>		// 错误号头文件。包含系统中各种出错号。(Linus 从minix 中引进的)。
#include <fcntl.h>		// 文件控制头文件。用于文件及其描述符的操作控制常数符号的定义。
#include <sys/types.h>		// 类型头文件。定义了基本的系统数据类型。
#include <utime.h>		// 用户时间头文件。定义了访问和修改时间结构以及utime()原型。
#include <sys/stat.h>		// 文件状态头文件。含有文件或文件系统状态结构stat{}和常量。

#include <linux/sched.h>	// 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0 的数据，
// 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
#include <linux/tty.h>		// tty 头文件，定义了有关tty_io，串行通信方面的参数、常数。
#include <linux/kernel.h>	// 内核头文件。含有一些内核常用函数的原形定义。
#include <asm/segment.h>	// 段操作头文件。定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。

// 取文件系统信息系统调用函数。
int
sys_ustat (int dev, struct ustat *ubuf)
{
  return -ENOSYS;
}

//// 设置文件访问和修改时间。
// 参数filename 是文件名，times 是访问和修改时间结构指针。
// 如果times 指针不为NULL，则取utimbuf 结构中的时间信息来设置文件的访问和修改时间。如果
// times 指针是NULL，则取系统当前时间来设置指定文件的访问和修改时间域。
int
sys_utime (char *filename, struct utimbuf *times)
{
  struct m_inode *inode;
  long actime, modtime;

// 根据文件名寻找对应的i 节点，如果没有找到，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -ENOENT;
// 如果访问和修改时间数据结构指针不为NULL，则从结构中读取用户设置的时间值。
  if (times)
    {
      actime = get_fs_long ((unsigned long *) &times->actime);
      modtime = get_fs_long ((unsigned long *) &times->modtime);
// 否则将访问和修改时间置为当前时间。
    }
  else
    actime = modtime = CURRENT_TIME;
// 修改i 节点中的访问时间字段和修改时间字段。
  inode->i_atime = actime;
  inode->i_mtime = modtime;
// 置i 节点已修改标志，释放该节点，并返回0。
  inode->i_dirt = 1;
  iput (inode);
  return 0;
}

/*
* XXX should we use the real or effective uid? BSD uses the real uid,
* so as to make this call useful to setuid programs.
*/
/*
* 文件属性XXX，我们该用真实用户id 还是有效用户id？BSD 系统使用了真实用户id，
* 以使该调用可以供setuid 程序使用。（注：POSIX 标准建议使用真实用户ID）
*/
//// 检查对文件的访问权限。
// 参数filename 是文件名，mode 是屏蔽码，由R_OK(4)、W_OK(2)、X_OK(1)和F_OK(0)组成。
// 如果请求访问允许的话，则返回0，否则返回出错码。
int
sys_access (const char *filename, int mode)
{
  struct m_inode *inode;
  int res, i_mode;

// 屏蔽码由低3 位组成，因此清除所有高比特位。
  mode &= 0007;
// 如果文件名对应的i 节点不存在，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -EACCES;
// 取文件的属性码，并释放该i 节点。
  i_mode = res = inode->i_mode & 0777;
  iput (inode);
// 如果当前进程是该文件的宿主，则取文件宿主属性。
  if (current->uid == inode->i_uid)
    res >>= 6;
// 否则如果当前进程是与该文件同属一组，则取文件组属性。
  else if (current->gid == inode->i_gid)
    res >>= 6;
// 如果文件属性具有查询的属性位，则访问许可，返回0。
  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.
*/
/*
* XXX 我们最后才做下面的测试，因为我们实际上需要交换有效用户id 和
* 真实用户id（临时地），然后才调用suser()函数。如果我们确实要调用
* suser()函数，则需要最后才被调用。
*/
// 如果当前用户id 为0（超级用户）并且屏蔽码执行位是0 或文件可以被任何人访问，则返回0。
  if ((!current->uid) && (!(mode & 1) || (i_mode & 0111)))
    return 0;
// 否则返回出错码。
  return -EACCES;
}

//// 改变当前工作目录系统调用函数。
// 参数filename 是目录名。
// 操作成功则返回0，否则返回出错码。
int
sys_chdir (const char *filename)
{
  struct m_inode *inode;

// 如果文件名对应的i 节点不存在，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -ENOENT;
// 如果该i 节点不是目录的i 节点，则释放该节点，返回出错码。
  if (!S_ISDIR (inode->i_mode))
    {
      iput (inode);
      return -ENOTDIR;
    }
// 释放当前进程原工作目录i 节点，并指向该新置的工作目录i 节点。返回0。
  iput (current->pwd);
  current->pwd = inode;
  return (0);
}

//// 改变根目录系统调用函数。
// 将指定的路径名改为根目录'/'。
// 如果操作成功则返回0，否则返回出错码。
int
sys_chroot (const char *filename)
{
  struct m_inode *inode;

// 如果文件名对应的i 节点不存在，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -ENOENT;
// 如果该i 节点不是目录的i 节点，则释放该节点，返回出错码。
  if (!S_ISDIR (inode->i_mode))
    {
      iput (inode);
      return -ENOTDIR;
    }
// 释放当前进程的根目录i 节点，并重置为这里指定目录名的i 节点，返回0。
  iput (current->root);
  current->root = inode;
  return (0);
}

//// 修改文件属性系统调用函数。
// 参数filename 是文件名，mode 是新的文件属性。
// 若操作成功则返回0，否则返回出错码。
int
sys_chmod (const char *filename, int mode)
{
  struct m_inode *inode;

// 如果文件名对应的i 节点不存在，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -ENOENT;
// 如果当前进程的有效用户id 不等于文件i 节点的用户id，并且当前进程不是超级用户，则释放该
// 文件i 节点，返回出错码。
  if ((current->euid != inode->i_uid) && !suser ())
    {
      iput (inode);
      return -EACCES;
    }
// 重新设置i 节点的文件属性，并置该i 节点已修改标志。释放该i 节点，返回0。
  inode->i_mode = (mode & 07777) | (inode->i_mode & ~07777);
  inode->i_dirt = 1;
  iput (inode);
  return 0;
}

//// 修改文件宿主系统调用函数。
// 参数filename 是文件名，uid 是用户标识符(用户id)，gid 是组id。
// 若操作成功则返回0，否则返回出错码。
int
sys_chown (const char *filename, int uid, int gid)
{
  struct m_inode *inode;

// 如果文件名对应的i 节点不存在，则返回出错码。
  if (!(inode = namei (filename)))
    return -ENOENT;
// 若当前进程不是超级用户，则释放该i 节点，返回出错码。
  if (!suser ())
    {
      iput (inode);
      return -EACCES;
    }
// 设置文件对应i 节点的用户id 和组id，并置i 节点已经修改标志，释放该i 节点，返回0。
  inode->i_uid = uid;
  inode->i_gid = gid;
  inode->i_dirt = 1;
  iput (inode);
  return 0;
}

//// 打开（或创建）文件系统调用函数。
// 参数filename 是文件名，flag 是打开文件标志：只读O_RDONLY、只写O_WRONLY 或读写O_RDWR，
// 以及O_CREAT、O_EXCL、O_APPEND 等其它一些标志的组合，若本函数创建了一个新文件，则mode
// 用于指定使用文件的许可属性，这些属性有S_IRWXU(文件宿主具有读、写和执行权限)、S_IRUSR
// (用户具有读文件权限)、S_IRWXG(组成员具有读、写和执行权限)等等。对于新创建的文件，这些
// 属性只应用于将来对文件的访问，创建了只读文件的打开调用也将返回一个可读写的文件句柄。
// 若操作成功则返回文件句柄(文件描述符)，否则返回出错码。(参见sys/stat.h, fcntl.h)
int
sys_open (const char *filename, int flag, int mode)
{
  struct m_inode *inode;
  struct file *f;
  int i, fd;

// 将用户设置的模式与进程的模式屏蔽码相与，产生许可的文件模式。
  mode &= 0777 & ~current->umask;
// 搜索进程结构中文件结构指针数组，查找一个空闲项，若已经没有空闲项，则返回出错码。
  for (fd = 0; fd < NR_OPEN; fd++)
    if (!current->filp[fd])
      break;
  if (fd >= NR_OPEN)
    return -EINVAL;
// 设置执行时关闭文件句柄位图，复位对应比特位。
  current->close_on_exec &= ~(1 << fd);
// 令f 指向文件表数组开始处。搜索空闲文件结构项(句柄引用计数为0 的项)，若已经没有空闲
// 文件表结构项，则返回出错码。
  f = 0 + file_table;
  for (i = 0; i < NR_FILE; i++, f++)
    if (!f->f_count)
      break;
  if (i >= NR_FILE)
    return -EINVAL;
// 让进程的对应文件句柄的文件结构指针指向搜索到的文件结构，并令句柄引用计数递增1。
  (current->filp[fd] = f)->f_count++;
// 调用函数执行打开操作，若返回值小于0，则说明出错，释放刚申请到的文件结构，返回出错码。
  if ((i = open_namei (filename, flag, mode, &inode)) < 0)
    {
      current->filp[fd] = NULL;
      f->f_count = 0;
      return i;
    }
/* ttys are somewhat special (ttyxx major==4, tty major==5) */
/* ttys 有些特殊（ttyxx 主号==4，tty 主号==5）*/
// 如果是字符设备文件，那么如果设备号是4 的话，则设置当前进程的tty 号为该i 节点的子设备号。
// 并设置当前进程tty 对应的tty 表项的父进程组号等于进程的父进程组号。
  if (S_ISCHR (inode->i_mode))
    if (MAJOR (inode->i_zone[0]) == 4)
      {
	if (current->leader && current->tty < 0)
	  {
	    current->tty = MINOR (inode->i_zone[0]);
	    tty_table[current->tty].pgrp = current->pgrp;
	  }
// 否则如果该字符文件设备号是5 的话，若当前进程没有tty，则说明出错，释放i 节点和申请到的
// 文件结构，返回出错码。
      }
    else if (MAJOR (inode->i_zone[0]) == 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 */
/* 同样对于块设备文件：需要检查盘片是否被更换 */
// 如果打开的是块设备文件，则检查盘片是否更换，若更换则需要是高速缓冲中对应该设备的所有
// 缓冲块失效。
  if (S_ISBLK (inode->i_mode))
    check_disk_change (inode->i_zone[0]);
// 初始化文件结构。置文件结构属性和标志，置句柄引用计数为1，设置i 节点字段，文件读写指针
// 初始化为0。返回文件句柄。
  f->f_mode = inode->i_mode;
  f->f_flags = flag;
  f->f_count = 1;
  f->f_inode = inode;
  f->f_pos = 0;
  return (fd);
}

//// 创建文件系统调用函数。
// 参数pathname 是路径名，mode 与上面的sys_open()函数相同。
// 成功则返回文件句柄，否则返回出错码。
int
sys_creat (const char *pathname, int mode)
{
  return sys_open (pathname, O_CREAT | O_TRUNC, mode);
}

// 关闭文件系统调用函数。
// 参数fd 是文件句柄。
// 成功则返回0，否则返回出错码。
int
sys_close (unsigned int fd)
{
  struct file *filp;

// 若文件句柄值大于程序同时能打开的文件数，则返回出错码。
  if (fd >= NR_OPEN)
    return -EINVAL;
// 复位进程的执行时关闭文件句柄位图对应位。
  current->close_on_exec &= ~(1 << fd);
// 若该文件句柄对应的文件结构指针是NULL，则返回出错码。
  if (!(filp = current->filp[fd]))
    return -EINVAL;
// 置该文件句柄的文件结构指针为NULL。
  current->filp[fd] = NULL;
// 若在关闭文件之前，对应文件结构中的句柄引用计数已经为0，则说明内核出错，死机。
  if (filp->f_count == 0)
    panic ("Close: file count is 0");
// 否则将对应文件结构的句柄引用计数减1，如果还不为0，则返回0（成功）。若已等于0，说明该
// 文件已经没有句柄引用，则释放该文件i 节点，返回0。
  if (--filp->f_count)
    return (0);
  iput (filp->f_inode);
  return (0);
}