Linux-0.11 文件系统namei.c详解-Toy模板网

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Linux-0.11 文件系统namei.c详解

模块简介

namei.c是整个linux-0.11版本的内核中最长的函数，总长度为700+行。其核心是namei函数，即根据文件路径寻找对应的i节点。除此以外，该模块还包含一些创建目录，删除目录，创建目录项等系统调用。

在接触本模块的具体函数之前，可以回顾一下不同的i节点，这将对理解本模块的函数非常有帮助。

对于目录节点，其i_zone[0]指向的block中存放的是dir_entry。

对于文件节点，其i_zone[0] - i_zone[6]是直接寻址块。i_zone[7]是一次间接寻址块，i_zone[8]是二次间接寻址块。

对于设备节点，其i_zone[0]存放的是设备号。

对于管道节点，其i_size指向的是管道缓冲区的起始位置，i_zone[0]为已用缓冲区的头指针， i_zone[1]是已用缓冲区的尾指针。

Linux-0.11 文件系统namei.c详解

函数详解

permission

static int permission(struct m_inode * inode,int mask)

该函数用于检查进程操作文件inode的权限。

inode的权限存储在i_mode字段中，其是一个16位长度的无符号整型数据。其0-2位代表其他用户对该i节点的操作权限，其3-5位代表同一个用户组的用户对该i节点的操作权限，其6-8位代表文件所属用户的对i节点的操作权限。如下图所示：

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有了对i_mode的理解之后，可以更好地理解permission函数。

入参mask用于检查权限，其检查内容可以从下表中获取。

mask的值	含义
mask = 4	检查进程是否有权限读该inode
mask = 2	检查进程是否有权限写该inode
mask = 1	检查进程是否有权限执行该inode
mask = 5	检查进程是否有权限读和执行该inode
mask = 3	检查进程是否有权限写和执行该inode
mask = 6	检查进程是否有权限读和写该inode
mask = 7	检查进程是否有权限读写和执行该inode

下面开始理解permission中的代码。

	int mode = inode->i_mode;//首先从inode节点中的i_mode字段获取i节点权限

/* special case: not even root can read/write a deleted file */
	if (inode->i_dev && !inode->i_nlinks)//如果一个i节点已经被删除是不可以被读取的
		return 0;
	else if (current->euid==inode->i_uid)//如果用户id相同，向右移动6位
		mode >>= 6;
	else if (current->egid==inode->i_gid)//如果组id相同，向右移动3位
		mode >>= 3;
	if (((mode & mask & 0007) == mask) || suser())//访问权限和掩码相同，或者是超级用户
		return 1;
	return 0;

match

static int match(int len,const char * name,struct dir_entry * de)

该函数用于比较name的和de->name的前len个字符是否相等。(注意name处于用户空间)。

首先对参数进行校验。如果目录项指针de为空，或者de中的inode节点指针为空，或者长度len大于文件名的最大长度，则直接返回0。

接下来是对目录项中文件名的长度进行校验，如果其长度大于len，则de->name[len]的值不为NULL。在这种情况下，直接返回0。

register int same ;

if (!de || !de->inode || len > NAME_LEN)
	return 0;
if (len < NAME_LEN && de->name[len])
	return 0;

下面通过一段汇编实现字符串指定长度的比较。

其中，esi指向name，edi指向de->name, ecx的值为len，将eax的值赋值给same。

__asm__("cld\n\t"//清方向位
	"fs ; repe ; cmpsb\n\t"//用户空间 执行循环比较 while(ecx--) fs:esi++ == es:edi++
	"setz %%al"//如果结果一样，则设置al = 1
	:"=a" (same)
	:"0" (0),"S" ((long) name),"D" ((long) de->name),"c" (len)
	);
return same;

其中，下面这行汇编较难理解，

fs ; repe ; cmpsb

cmpsb指令用于比较ds:esi和es:edi指向的一个字节的内容。而加上了前缀repe之后，就代表重复执行cmpsb指令，直到ecx等于0，或者ds:esi和es:edi的值不等。但是由于name在用户空间，因此还需要加上fs前缀，使得被操作数修改为fs:esi。

find_entry

static struct buffer_head * find_entry(struct m_inode ** dir,
	const char * name, int namelen, struct dir_entry ** res_dir)

该函数的作用是是去指定的目录下用文件名搜索相应的文件，返回对应的dir_entry结构。

假设现在有一个路径/home/work/test.txt，dir指向的是/home，name指向的是work/test.txt，namelen=4，那么该函数将会找到/home/work对应的dir_entry(dir_entry中包含了inode号和目录名字)。

整个find的过程可以参考下面这张图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1cmz0JXb-1685200747440)(null)]

刚开始定义了一些参数，并对一些参数的有效性进行了校验。如果定义了宏NO_TRUNCATE，如果长度超长，就直接返回NULL。如果没有定义该宏，长度超长，则进行截断。

	int entries;
	int block,i;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;
	struct super_block * sb;

#ifdef NO_TRUNCATE
	if (namelen > NAME_LEN)
		return NULL;
#else
	if (namelen > NAME_LEN)
		namelen = NAME_LEN;
#endif

entries = (*dir)->i_size / (sizeof (struct dir_entry));
*res_dir = NULL;
if (!namelen)
	return NULL;

接下来对一些特别的场景进行处理，即当name=..的情况。

首先，假设一个进程的根目录是/home/work,但是目前访问的地址是/home/work/.., 这种情况是不被允许的，因此这里会将/home/work/..处理成/home/work/.。

另外，如果该目录的i节点号等于1,说明是某个文件系统的根inode节点。这个时候如果要执行…操作就需要特殊处理。首先取出文件系统的超级块，查看该文件系统被安装到了哪个inode节点上，如果该节点是存在的，那么会将(*dir)指向安装的inode节点。

/* check for '..', as we might have to do some "magic" for it */
	if (namelen==2 && get_fs_byte(name)=='.' && get_fs_byte(name+1)=='.') {
/* '..' in a pseudo-root results in a faked '.' (just change namelen) */
		if ((*dir) == current->root)
			namelen=1;
		else if ((*dir)->i_num == ROOT_INO) {
/* '..' over a mount-point results in 'dir' being exchanged for the mounted
   directory-inode. NOTE! We set mounted, so that we can iput the new dir */
			sb=get_super((*dir)->i_dev);
			if (sb->s_imount) {
				iput(*dir);
				(*dir)=sb->s_imount;
				(*dir)->i_count++;
			}
		}
	}

如果name不为…，则进入下面的逻辑。

接着取出dir对应的inode节点对应的数据块的内容(dir目录下的文件)。

if (!(block = (*dir)->i_zone[0]))
	return NULL;
if (!(bh = bread((*dir)->i_dev,block)))
	return NULL;
i = 0;
de = (struct dir_entry *) bh->b_data;

接下来便进行遍历所有的目录项的内容，比较de->name和name 相同的项。

while (i < entries) {
	if ((char *)de >= BLOCK_SIZE+bh->b_data) {
		brelse(bh);
		bh = NULL;
		if (!(block = bmap(*dir,i/DIR_ENTRIES_PER_BLOCK)) ||
			!(bh = bread((*dir)->i_dev,block))) {
			i += DIR_ENTRIES_PER_BLOCK;
			continue;
		}
		de = (struct dir_entry *) bh->b_data;
	}
	if (match(namelen,name,de)) { //如果匹配上了，就返回对应的dir_entry
		*res_dir = de;
		return bh;
	}
	de++;
	i++;
}

add_entry

static struct buffer_head * add_entry(struct m_inode * dir,
	const char * name, int namelen, struct dir_entry ** res_dir)

	int block,i;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	*res_dir = NULL;
#ifdef NO_TRUNCATE
	if (namelen > NAME_LEN)
		return NULL;
#else
	if (namelen > NAME_LEN)
		namelen = NAME_LEN;
#endif
	if (!namelen)
		return NULL;

下面从读取i_zone[0]对应的磁盘块，其中存储了dir_entry。

	if (!(block = dir->i_zone[0]))
		return NULL;
	if (!(bh = bread(dir->i_dev,block)))
		return NULL;
	i = 0;
	de = (struct dir_entry *) bh->b_data;

接下来的过程便是遍历所有的目录项，从中找到空的目录项，用于创建新的目录项。

如果当前目录项的所有数据块都已经搜索完毕，但是还是没有找到需要的空目录，则会去下一个逻辑块中查找。如果下一个逻辑块不存在则会进行创建。

	while (1) {
		if ((char *)de >= BLOCK_SIZE+bh->b_data) {
			brelse(bh);
			bh = NULL;
			block = create_block(dir,i/DIR_ENTRIES_PER_BLOCK);
			if (!block)
				return NULL;
			if (!(bh = bread(dir->i_dev,block))) {
				i += DIR_ENTRIES_PER_BLOCK;
				continue;
			}
			de = (struct dir_entry *) bh->b_data;
		}
		if (i*sizeof(struct dir_entry) >= dir->i_size) {
			de->inode=0;
			dir->i_size = (i+1)*sizeof(struct dir_entry);
			dir->i_dirt = 1;
			dir->i_ctime = CURRENT_TIME;
		}
		if (!de->inode) {
			dir->i_mtime = CURRENT_TIME;
			for (i=0; i < NAME_LEN ; i++)
				de->name[i]=(i<namelen)?get_fs_byte(name+i):0;
			bh->b_dirt = 1;
			*res_dir = de;
			return bh;
		}
		de++;
		i++;
	}
	brelse(bh);
	return NULL;

get_dir

static struct m_inode * get_dir(const char * pathname)

该函数的作用是搜寻最下层的目录的inode号。该函数将在dir_namei中被调用。

如果pathname是/home/work/test.txt，那么get_dir将返回/home/work目录的inode。

如果pathname是/home/work/test，那么get_dir将返回/home/work目录的inode。

如果pathname是/home/work/test/，那么get_dir将返回/home/work/test目录的inode。

程序的开始检测路径是绝对路径还是相对路径。绝对路径就从current->root开始寻找，相对路径就从current->pwd开始寻找。

	char c;
	const char * thisname;
	struct m_inode * inode;
	struct buffer_head * bh;
	int namelen,inr,idev;
	struct dir_entry * de;

	if (!current->root || !current->root->i_count)//对current->root进行校验
		panic("No root inode");
	if (!current->pwd || !current->pwd->i_count)//对current->pwd进行校验
		panic("No cwd inode");
	if ((c=get_fs_byte(pathname))=='/') {// 起始字符是/，说明是绝对路径
		inode = current->root;
		pathname++;
	} else if (c) //否则是相对路径
		inode = current->pwd;
	else
		return NULL;	/* empty name is bad */
	inode->i_count++;

接下来进行循环，每次读取路径中的一个目录(文件)名。因为路径名是以/进行分割的，因此可以将/作为标记进行寻找。当c=get_fs_byte(pathname++) = NULL时，寻找结束，代表已经到达了pathname字符串的末尾。

这里需要考虑目录名是其他文件系统的挂载节点的场景，这个场景在iget函数内部会进行处理，即当一个目录是另一个文件系统的挂载节点的时候，就会去超级块中寻找真正的i节点。

while (1) {
	thisname = pathname;
	if (!S_ISDIR(inode->i_mode) || !permission(inode,MAY_EXEC)) {
		iput(inode);
		return NULL;
	}
	for(namelen=0;(c=get_fs_byte(pathname++))&&(c!='/');namelen++)
		/* nothing */ ;
	if (!c)
		return inode;
	if (!(bh = find_entry(&inode,thisname,namelen,&de))) {
		iput(inode);
		return NULL;
	}
	inr = de->inode;
	idev = inode->i_dev;
	brelse(bh);
	iput(inode);
	if (!(inode = iget(idev,inr)))
		return NULL;
}

dir_namei

static struct m_inode * dir_namei(const char * pathname,
	int * namelen, const char ** name)

该函数的作用是返回指定路径(pathname)所在目录的i节点，并返回pathname路径最末端的文件名。

例如：pathname = /home/work/test.txt， dir_namei将返回目录/home/work的i节点，同时设置name = “test.txt”, namelen = 8。

	char c;
	const char * basename;
	struct m_inode * dir;

	if (!(dir = get_dir(pathname)))//调用get_dir函数获取靠近末端的上层目录的i节点
		return NULL;
	basename = pathname;
	while ((c=get_fs_byte(pathname++)))
		if (c=='/')
			basename=pathname;
	*namelen = pathname-basename-1; //获取路径中最右侧的文件名
	*name = basename;
	return dir;

namei

struct m_inode * namei(const char * pathname)

该函数的作用是根据路径名字获取文件的inode节点，是该文件中最重要的函数。namei综合运行了上面的dir_namei和find_entry函数。

	const char * basename;
	int inr,dev,namelen;
	struct m_inode * dir;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	if (!(dir = dir_namei(pathname,&namelen,&basename)))//调用dir_namei获取上层目录的i节点和最右侧文件的名字。
		return NULL;
	if (!namelen)			/* special case: '/usr/' etc */
		return dir;
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//获取文件的dir_entry项
	if (!bh) {
		iput(dir);
		return NULL;
	}
	inr = de->inode;//从dir_entry中获取i节点编号
	dev = dir->i_dev;//从目录的i节点中获取设备号
	brelse(bh);
	iput(dir);
	dir=iget(dev,inr);//调用iget获取i节点
	if (dir) {
		dir->i_atime=CURRENT_TIME;
		dir->i_dirt=1;
	}
	return dir;

open_namei

int open_namei(const char * pathname, int flag, int mode,
	struct m_inode ** res_inode)

该函数作用是根据文件路径pathname打开一个文件，找到其inode。是open函数使用的namei函数。

函数的开始对文件的flag对一些检查，关于这些flag的含义可以参考 Q & A 2.open 文件时的一些flag的作用。

如果文件访问模式是只读，但是文件截0标志O_TRUNC却置位了，则需要在文件打开标志中增加只写标志O_WRONLY，原因是截0操作必须要有文件可写。

	const char * basename;
	int inr,dev,namelen;
	struct m_inode * dir, *inode;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	if ((flag & O_TRUNC) && !(flag & O_ACCMODE))
		flag |= O_WRONLY;  //增加可写的标记
	mode &= 0777 & ~current->umask; //和进程的打开文件的掩码相与
	mode |= I_REGULAR;//创建普通文件

接下来根据路径名寻找文件上层目录的i节点。需要处理路径为/usr/这种以/结尾的路径。

	if (!(dir = dir_namei(pathname,&namelen,&basename)))
		return -ENOENT;
	if (!namelen) {			/* special case: '/usr/' etc */
		if (!(flag & (O_ACCMODE|O_CREAT|O_TRUNC))) { //如果路径是/usr/， 若操作不是读写，创建和文件长度截0，则表示是在打开一个目录名文件操作。
			*res_inode=dir;
			return 0;
		}
		iput(dir);
		return -EISDIR;
	}

下面使用find_entry查看要打开的文件是否已经存在。下面这段是文件不存在进行创建的逻辑。

	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//查找打开文件的dir_entry
	if (!bh) {   //不存在
		if (!(flag & O_CREAT)) {  //检查0_CREAT标记
			iput(dir);
			return -ENOENT;
		}
		if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//检查目录写权限
			iput(dir);
			return -EACCES;
		}
		inode = new_inode(dir->i_dev);
		if (!inode) {
			iput(dir);
			return -ENOSPC;
		}
		inode->i_uid = current->euid;
		inode->i_mode = mode;
		inode->i_dirt = 1;
		bh = add_entry(dir,basename,namelen,&de);//添加到目录中
		if (!bh) {
			inode->i_nlinks--;
			iput(inode);
			iput(dir);
			return -ENOSPC;
		}
		de->inode = inode->i_num;
		bh->b_dirt = 1;
		brelse(bh);
		iput(dir);
		*res_inode = inode;
		return 0;
	}

下面这段逻辑要打开的文件已经存在的逻辑。通过iget返回文件的i节点。

	inr = de->inode;
	dev = dir->i_dev;
	brelse(bh);
	iput(dir);
	if (flag & O_EXCL)
		return -EEXIST;
	if (!(inode=iget(dev,inr)))
		return -EACCES;
	if ((S_ISDIR(inode->i_mode) && (flag & O_ACCMODE)) ||
	    !permission(inode,ACC_MODE(flag))) {
		iput(inode);
		return -EPERM;
	}
	inode->i_atime = CURRENT_TIME;
	if (flag & O_TRUNC)  //如果设置了截0标记
		truncate(inode); //调用truncate将文件长度截为0
	*res_inode = inode;
	return 0;

sys_mknod

int sys_mknod(const char * filename, int mode, int dev)

该函数的作用是创建一个设备特殊文件或者普通文件节点。

根据mode的值的不同会创建不同的节点，当mode为块设备或者是字符设备，则是创建一个设备i节点，除此以外，其他mode将会创建普通i节点。

设备节点和普通节点的区别可以参考Q&A 1.S_ISREG/S_ISDIR/S_ISCHR/S_ISBLK/S_ISFIFO 是如何判断文件类型的。

	const char * basename;
	int namelen;
	struct m_inode * dir, * inode;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;
	
	if (!suser())//如果不是超级用户，返回出错
		return -EPERM;
	if (!(dir = dir_namei(filename,&namelen,&basename)))///获取上层的目录i节点
		return -ENOENT;
	if (!namelen) {
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//检查是否有上层目录的写权限
		iput(dir);
		return -EPERM;
	}
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//检查是否已经存在
	if (bh) {
		brelse(bh);
		iput(dir);
		return -EEXIST;
	}
	inode = new_inode(dir->i_dev);//否则创建一个i节点
	if (!inode) {
		iput(dir);
		return -ENOSPC;
	}
	inode->i_mode = mode;
	if (S_ISBLK(mode) || S_ISCHR(mode))
		inode->i_zone[0] = dev;  //i_zone存放设备号
	inode->i_mtime = inode->i_atime = CURRENT_TIME; //修改时间
	inode->i_dirt = 1;//将该i节点标记为含有脏数据
	bh = add_entry(dir,basename,namelen,&de);//添加到目录下
	if (!bh) {
		iput(dir);
		inode->i_nlinks=0;
		iput(inode);
		return -ENOSPC;
	}
	de->inode = inode->i_num;//将dir_entry中的i节点序号指向inode->i_num
	bh->b_dirt = 1;
	iput(dir);
	iput(inode);
	brelse(bh);
	return 0;

sys_mkdir

int sys_mkdir(const char * pathname, int mode)

该函数的作用是用于创建一个目录。

	const char * basename;
	int namelen;
	struct m_inode * dir, * inode;
	struct buffer_head * bh, *dir_block;
	struct dir_entry * de;

	if (!suser())  //如果不是超级用户，则返回权限问题。
		return -EPERM;
	if (!(dir = dir_namei(pathname,&namelen,&basename)))//获取该路径所在目录的i节点
		return -ENOENT;
	if (!namelen) {
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//如果对该目录没有写权限
		iput(dir);
		return -EPERM;
	}
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//从该目录中
	if (bh) {
		brelse(bh);
		iput(dir);
		return -EEXIST;
	}
	inode = new_inode(dir->i_dev);//创建一个新的i节点
	if (!inode) {
		iput(dir);
		return -ENOSPC;
	}
	inode->i_size = 32;     //设置目录的大小，因为有两个默认的目录.和..
	inode->i_dirt = 1;
	inode->i_mtime = inode->i_atime = CURRENT_TIME;
	if (!(inode->i_zone[0]=new_block(inode->i_dev))) {
		iput(dir);
		inode->i_nlinks--;
		iput(inode);
		return -ENOSPC;
	}
	inode->i_dirt = 1;
	if (!(dir_block=bread(inode->i_dev,inode->i_zone[0]))) {
		iput(dir);
		free_block(inode->i_dev,inode->i_zone[0]);
		inode->i_nlinks--;
		iput(inode);
		return -ERROR;
	}
	de = (struct dir_entry *) dir_block->b_data;
	de->inode=inode->i_num;     
	strcpy(de->name,".");   //创建.目录项
	de++;
	de->inode = dir->i_num;
	strcpy(de->name,"..");  //创建..目录项
	inode->i_nlinks = 2;
	dir_block->b_dirt = 1;
	brelse(dir_block);
	inode->i_mode = I_DIRECTORY | (mode & 0777 & ~current->umask);
	inode->i_dirt = 1;
	bh = add_entry(dir,basename,namelen,&de);
	if (!bh) {
		iput(dir);
		free_block(inode->i_dev,inode->i_zone[0]);
		inode->i_nlinks=0;
		iput(inode);
		return -ENOSPC;
	}
	de->inode = inode->i_num;
	bh->b_dirt = 1;
	dir->i_nlinks++;//新建目录项会增加上层目录的链接数，与此对应的是删除目录的时候会减少上层目录的链接数
	dir->i_dirt = 1;
	iput(dir);
	iput(inode);
	brelse(bh);
	return 0;

empty_dir

static int empty_dir(struct m_inode * inode)

该函数的作用是检查指定的目录是否为空。

	int nr,block;
	int len;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	len = inode->i_size / sizeof (struct dir_entry);
	if (len<2 || !inode->i_zone[0] ||
	    !(bh=bread(inode->i_dev,inode->i_zone[0]))) {   //如果当前目录的目录项小于两个， 获取i_zone[0]为空
	    	printk("warning - bad directory on dev %04x\n",inode->i_dev);
		return 0;
	}
	de = (struct dir_entry *) bh->b_data;
	if (de[0].inode != inode->i_num || !de[1].inode || 
	    strcmp(".",de[0].name) || strcmp("..",de[1].name)) { //检查目录项是否是.或者..
	    	printk("warning - bad directory on dev %04x\n",inode->i_dev);
		return 0;
	}
	nr = 2;
	de += 2;
	while (nr<len) {
		if ((void *) de >= (void *) (bh->b_data+BLOCK_SIZE)) { //循环检测剩下所有的目录项的指向的i节点值是否会等于0
			brelse(bh);
			block=bmap(inode,nr/DIR_ENTRIES_PER_BLOCK);
			if (!block) {
				nr += DIR_ENTRIES_PER_BLOCK;
				continue;
			}
			if (!(bh=bread(inode->i_dev,block)))
				return 0;
			de = (struct dir_entry *) bh->b_data;
		}
		if (de->inode) {
			brelse(bh);
			return 0;
		}
		de++;
		nr++;
	}
	brelse(bh);
	return 1;

sys_rmdir

int sys_rmdir(const char * name)

该函数的作用是用于删除目录。

	const char * basename;
	int namelen;
	struct m_inode * dir, * inode;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	if (!suser())   //如果不是超级用户，返回权限错误
		return -EPERM;
	if (!(dir = dir_namei(name,&namelen,&basename)))//获取路径的上一层目录的i节点
		return -ENOENT;
	if (!namelen) {
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//检查是否有目录的写权限
		iput(dir);
		return -EPERM;
	}
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//查找目录项dir_entry项
	if (!bh) {
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!(inode = iget(dir->i_dev, de->inode))) {//获取目录项对应的i节点
		iput(dir);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if ((dir->i_mode & S_ISVTX) && current->euid && //如果目录设置了SBIT， 如果当前有效用户不等于该i节点的用户，并且不是root用户，则无权进行删除
	    inode->i_uid != current->euid) {   
		iput(dir);
		iput(inode);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if (inode->i_dev != dir->i_dev || inode->i_count>1) {
		iput(dir);
		iput(inode);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if (inode == dir) {	//如果删除的是.目录
		iput(inode);
		iput(dir);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if (!S_ISDIR(inode->i_mode)) {//如果该i节点不是一个目录类型的i节点，则不能进行操作。
		iput(inode);       //放回i节点
		iput(dir);         //放回目录节点
		brelse(bh);        //释放高速缓冲块
		return -ENOTDIR;
	}
	if (!empty_dir(inode)) {  //如果被删除的目录不是一个空目录则不能进行删除
		iput(inode);       //放回i节点
		iput(dir);         //放回目录节点
		brelse(bh);        //释放高速缓冲块
		return -ENOTEMPTY;
	}
	if (inode->i_nlinks != 2)
		printk("empty directory has nlink!=2 (%d)",inode->i_nlinks);
	de->inode = 0;     //将目录项指向的i节点设置为0
	bh->b_dirt = 1;    //将bh块设置为有脏数据
	brelse(bh);        //释放该bh块
	inode->i_nlinks=0; //将i节点的链接数设置为0
	inode->i_dirt=1;   //将i节点设置为有脏数据
	dir->i_nlinks--;   //减少目录节点的链接数
	dir->i_ctime = dir->i_mtime = CURRENT_TIME;   //修改目录i节点的修改时间
 	dir->i_dirt=1;    //将目录i节点设置为有脏数据
	iput(dir);         //放回要删除的目录的上层目录的i节点
	iput(inode);       //放回要删除的目录的i节点
	return 0;

sys_unlink

int sys_unlink(const char * name)

该函数的作用是用于删除文件的一个链接。

	const char * basename;
	int namelen;
	struct m_inode * dir, * inode;
	struct buffer_head * bh;
	struct dir_entry * de;

	if (!(dir = dir_namei(name,&namelen,&basename)))//获取文件所在目录的i节点
		return -ENOENT;
	if (!namelen) {//如果文件名长度为0
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//检查是否有目录的写权限
		iput(dir);
		return -EPERM;
	}
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//查找该文件的dir_entry
	if (!bh) {
		iput(dir);
		return -ENOENT;
	}
	if (!(inode = iget(dir->i_dev, de->inode))) {//获取该文件的i节点
		iput(dir);
		brelse(bh);
		return -ENOENT;
	}
	if ((dir->i_mode & S_ISVTX) && !suser() &&
	    current->euid != inode->i_uid &&
	    current->euid != dir->i_uid) {//检查用户权限
		iput(dir);
		iput(inode);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {//检查是否是目录
		iput(inode);
		iput(dir);
		brelse(bh);
		return -EPERM;
	}
	if (!inode->i_nlinks) {
		printk("Deleting nonexistent file (%04x:%d), %d\n",
			inode->i_dev,inode->i_num,inode->i_nlinks);
		inode->i_nlinks=1;
	}
	de->inode = 0;//将dir_entry指向的inode设置为0
	bh->b_dirt = 1;
	brelse(bh);
	inode->i_nlinks--;//将i节点中的i_nlinks减1
	inode->i_dirt = 1;
	inode->i_ctime = CURRENT_TIME;
	iput(inode);
	iput(dir);
	return 0;

sys_link

int sys_link(const char * oldname, const char * newname)

该函数的作用是为一个已经存在文件设置一个硬链接。

	struct dir_entry * de;
	struct m_inode * oldinode, * dir;
	struct buffer_head * bh;
	const char * basename;
	int namelen;

	oldinode=namei(oldname);//获取已经存在的文件的i节点
	if (!oldinode)//源文件的i节点不存在，则返回错误
		return -ENOENT;
	if (S_ISDIR(oldinode->i_mode)) {//如果源文件的是一个目录，则放回该i节点，返回错误
		iput(oldinode);
		return -EPERM;
	}
	dir = dir_namei(newname,&namelen,&basename);//获取新路径所在目录的i节点
	if (!dir) { //如果新路径所在的目录不存哎，则返回错误
		iput(oldinode);
		return -EACCES;
	}
	if (!namelen) {
		iput(oldinode);
		iput(dir);
		return -EPERM;
	}
	if (dir->i_dev != oldinode->i_dev) {//硬链接不能跨越文件系统，因为每个文件系统的都有各自的i节点序号
		iput(dir);
		iput(oldinode);
		return -EXDEV;
	}
	if (!permission(dir,MAY_WRITE)) {//检查是否对新的目录具有写权限
		iput(dir);
		iput(oldinode);
		return -EACCES;
	}
	bh = find_entry(&dir,basename,namelen,&de);//检查新的路径是否已经存在，如果已经存在则也不能进行创建
	if (bh) {
		brelse(bh);
		iput(dir);
		iput(oldinode);
		return -EEXIST;
	}
	bh = add_entry(dir,basename,namelen,&de);//在该目录下创建一个新的entry，entry的名字是basename
	if (!bh) {
		iput(dir);
		iput(oldinode);
		return -ENOSPC;
	}
	de->inode = oldinode->i_num;//将该entry指向源文件所在的i节点
	bh->b_dirt = 1;//设置该目录i节点上存在脏数据
	brelse(bh);
	iput(dir);
	oldinode->i_nlinks++;//将旧的i节点的硬链接数+1
	oldinode->i_ctime = CURRENT_TIME;
	oldinode->i_dirt = 1;
	iput(oldinode);
	return 0;

Q & A

1.S_ISREG/S_ISDIR/S_ISCHR/S_ISBLK/S_ISFIFO 是如何判断文件类型的？

这里需要再次重温一下i节点的i_mode的格式，如下图所示，其中最高的四个bit位代表文件的类型：

Linux-0.11 文件系统namei.c详解

这四个位所表示的文件类型可以参考下面这张表：

bit值	含义
1 0 0 0	普通文件
0 1 0 0	目录文件
0 0 1 0	字符设备文件
0 1 1 0	块设备文件
0 0 0 1	管道文件

2.open 文件时的一些flag的作用

O_TRUNC标志：

使用这个标志，在调用open函数打开文件的时候会将文件原本内容全部丢弃，文件大小变为0;

3.Linux的特殊权限位

对于一个文件的i节点，其9-11位是3个特殊权限位，SUID，SGID，SBIT。SUID和SGID用于执行时进行提权。

Linux-0.11 文件系统namei.c详解

对于SUID:

SUID 权限仅对二进制可执行文件有效
如果执行者对于该二进制可执行文件具有 x 的权限，执行者将具有该文件的所有者的权限
本权限仅在执行该二进制可执行文件的过程中有效

提权过程对二进制文件有效， 对于shell等脚本文件可能不生效。

对于SGUID:

当 SGID 作用于普通文件时，和 SUID 类似，在执行该文件时，用户将获得该文件所属组的权限。

当 SGID 作用于目录时，意义就非常重大了。当用户对某一目录有写和执行权限时，该用户就可以在该目录下建立文件，如果该目录用 SGID 修饰，则该用户在这个目录下建立的文件都是属于这个目录所属的组。

对于SBIT：

SBIT 与 SUID 和 SGID 的关系并不大。

SBIT 是 the restricted deletion flag or sticky bit 的简称。

SBIT 目前只对目录有效，用来阻止非文件的所有者删除文件。比较常见的例子就是 /tmp 目录，

[xu@localhost shell_proj]$ ls / -al |grep tmp
drwxrwxrwt.  23 root root 4096 Apr 20 22:50 tmp

权限信息中最后一位 t 表明该目录被设置了 SBIT 权限。SBIT 对目录的作用是：当用户在该目录下创建新文件或目录时，仅有自己和 root 才有权力删除。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-462466.html

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Linux-0.11 文件系统namei.c详解