生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
Linux系统中，read文件过程分析
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
read一個文件
首先是通過系統調用open一個文件
大家好，我是ChinaUnix的T-bagwell
然后通過系統調用去read一個文件，為什么man 2 read的時候或者man 2 write的時候的參數與寫的驅動的read和write里面定義的函數看上去不同呢？
| ssize_t?read(int?fd,?void?*buf,?size_t?count);
ssize_t?write(int?fd,?const?void?*buf,?size_t?count); |
下面是driver/nvram.c里面的
| static?ssize_t nvram_read(struct?file?*file,?char?__user?*buf,?size_t?count,?loff_t?*ppos)
static?ssize_t nvram_write(struct?file?*file,?const?char?__user?*buf,?size_t?count,?loff_t?*ppos) |
下面就以說read為例就可以了
| 391 SYSCALL_DEFINE3(read,?unsigned?int,?fd,?char?__user?*,?buf,?size_t,?count)
392?{
393?struct?file?*file;
394 ssize_t ret?=?-EBADF;
395?int?fput_needed;
396
397?file?=?fget_light(fd,?&fput_needed);
398?if?(file)?{
399 loff_t pos?=?file_pos_read(file);
400 ret?=?vfs_read(file,?buf,?count,?&pos);
401 file_pos_write(file,?pos);
402 fput_light(file,?fput_needed);
403?}
404
405?return?ret;
406?} |
通過閱讀代碼，發現這個系統調用read與man看到的系統調用的定義的是相同的，沒有這里可以沒有疑問，但是這個比nvram.有些不同，其實操作都是在這個系統調用里面，struct?
file *file結構里面的file是通過這個fget_light來或得到的，這個file結構如下：
| 918?struct?file?{
?919?/*
?920 * fu_list becomes invalid after file_free is called and queued via
?921 * fu_rcuhead for RCU freeing
?922 */
?923?union?{
?924?struct?list_head fu_list;
?925?struct?rcu_head fu_rcuhead;
?926?}?f_u;
?927?struct?path f_path;
?928?#define?f_dentry f_path.dentry
?929?#define?f_vfsmnt f_path.mnt
?930?const?struct?file_operations?*f_op;
?931 spinlock_t f_lock;?/* f_ep_links, f_flags, no IRQ */
?932 atomic_long_t f_count;
?933?unsigned?int?f_flags;
?934 fmode_t f_mode;
?935 loff_t f_pos;
?936?struct?fown_struct f_owner;
?937?const?struct?cred?*f_cred;
?938?struct?file_ra_state f_ra;
?939
?940 u64 f_version;
?941?#ifdef?CONFIG_SECURITY
?942?void?*f_security;
?943?#endif
?944?/* needed for tty driver, and maybe others */
?945?void?*private_data;
?946
?947?#ifdef?CONFIG_EPOLL
?948?/* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */
?949?struct?list_head f_ep_links;
?950?#endif?/* #ifdef CONFIG_EPOLL */
?951?struct?address_space?*f_mapping;
?952?#ifdef?CONFIG_DEBUG_WRITECOUNT
?953?unsigned?long?f_mnt_write_state;
?954?#endif
?955?}; |
從上面可以看到f_pos,記錄偏移值的，后面read的時候會用到，
大家好，我是Chinaunix的T-bagwell.下面繼續說ppos,其實就是這個loff_t *ppos，這個是通過file_pos_read來或得到的，
| 381?static?inline?loff_t file_pos_read(struct?file?*file)
382?{
383?return?file->f_pos;
384?} |
這個f_pos在每一次read的時候，都有可能會改變偏移量,繼續進入vfs_read去讀文件：
| 295 ssize_t vfs_read(struct?file?*file,?char?__user?*buf,?size_t?count,?loff_t?*pos)
296?{
297 ssize_t ret;
298
299?if?(!(file->f_mode?&?FMODE_READ))
300?return?-EBADF;
301?if?(!file->f_op?||?(!file->f_op->read?&&?!file->f_op->aio_read))
302?return?-EINVAL;
303?if?(unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE,?buf,?count)))
304?return?-EFAULT;
305
306 ret?=?rw_verify_area(READ,?file,?pos,?count);
307?if?(ret?>=?0)?{
308?count?=?ret;
309?if?(file->f_op->read)
310 ret?=?file->f_op->read(file,?buf,?count,?pos);
311?else
312 ret?=?do_sync_read(file,?buf,?count,?pos);
313?if?(ret?>?0)?{
314 fsnotify_access(file);
315 add_rchar(current,?ret);
316?}
317 inc_syscr(current);
318?}
319
320?return?ret;
321?} |
大家好，我是ChinaUnix的T-bagwell
先確認一下要讀的文件是否可以去讀，如果不讓讀或者不讓寫的話，就只能直接推出去了，否則可以繼續上面的代碼里面有兩個read接口，一個是file的read，大家好，我是ChinaUnix的T-bagwell，轉載請注明出處，一個是do_sync_read，下面直接說file->f_op里面的read,這個read是在寫設備驅動的時候，或者文件系統加載的時候注冊的read 下面看設備驅動部分的read
| 231?static?ssize_t nvram_read(struct?file?*file,?char?__user?*buf,
232?size_t?count,?loff_t?*ppos)
233?{
234?unsigned?char?contents[NVRAM_BYTES];
235?unsigned?i?=?*ppos;
236?unsigned?char?*tmp;
237
238 spin_lock_irq(&rtc_lock);
239
240?if?(!__nvram_check_checksum())
241?goto?checksum_err;
242
243?for?(tmp?=?contents;?count--?>?0?&&?i?<?NVRAM_BYTES;?++i,?++tmp)
244?*tmp?=?__nvram_read_byte(i);
245
246 spin_unlock_irq(&rtc_lock);
247
248?if?(copy_to_user(buf,?contents,?tmp?-?contents))
249?return?-EFAULT;
250
251?*ppos?=?i;
252
253?return?tmp?-?contents;
254
255 checksum_err:
256 spin_unlock_irq(&rtc_lock);
257?return?-EIO;
258?} |
這里就不用多說了，ppos是有需要的，當然，有些設備驅動里面可以不用這個ppos，比如keyboard的驅動一類的只要一個值的，但是如果想獲得很大的一段buffer的話，這個估計就有必要了。
接下來說do_sync_read文件，這個就要會想一下注冊文件系統時，對fops的注冊了
比如ext4文件系統里面，在ext4_file_super里面有個ext4_iget
| struct?inode?*ext4_iget(struct?super_block?*sb,?unsigned?long?ino)
|
在這個接口里面會有注冊fops的操作：
| 5165?if?(S_ISREG(inode->i_mode))?{
5166 inode->i_op?=?&ext4_file_inode_operations;
5167 inode->i_fop?=?&ext4_file_operations;
5168 ext4_set_aops(inode);
5169?}?else?if?(S_ISDIR(inode->i_mode))?{
5170 inode->i_op?=?&ext4_dir_inode_operations;
5171 inode->i_fop?=?&ext4_dir_operations;
5172?}?else?if?(S_ISLNK(inode->i_mode))?{
5173?if?(ext4_inode_is_fast_symlink(inode))?{
5174 inode->i_op?=?&ext4_fast_symlink_inode_operations;
5175 nd_terminate_link(ei->i_data,?inode->i_size,
5176?sizeof(ei->i_data)?-?1);
5177?}?else?{
5178 inode->i_op?=?&ext4_symlink_inode_operations;
5179 ext4_set_aops(inode);
5180?}
5181?}?else?if?(S_ISCHR(inode->i_mode)?||?S_ISBLK(inode->i_mode)?||
5182 S_ISFIFO(inode->i_mode)?||?S_ISSOCK(inode->i_mode))?{
5183 inode->i_op?=?&ext4_special_inode_operations;
5184?if?(raw_inode->i_block[0])
5185 init_special_inode(inode,?inode->i_mode,
5186 old_decode_dev(le32_to_cpu(raw_inode->i_block[0])));
5187?else
5188 init_special_inode(inode,?inode->i_mode,
5189 new_decode_dev(le32_to_cpu(raw_inode->i_block[1])));
5190?}?else?{ |
在這個里面可以知道了，為什么這里的是inode呢？這個在open里面應該有對應的答案，接下來繼續進繼續看文件操作部分
| 133?const?struct?file_operations ext4_file_operations?=?{
134?.llseek?=?generic_file_llseek,
135?.read?=?do_sync_read,
136?.write?=?do_sync_write,
137?.aio_read?=?generic_file_aio_read,
138?.aio_write?=?ext4_file_write,
139?.unlocked_ioctl?=?ext4_ioctl,
140?#ifdef?CONFIG_COMPAT
141?.compat_ioctl?=?ext4_compat_ioctl,
142?#endif
143?.mmap?=?ext4_file_mmap,
144?.open?=?ext4_file_open,
145?.release?=?ext4_release_file,
146?.fsync?=?ext4_sync_file,
147?.splice_read?=?generic_file_splice_read,
148?.splice_write?=?generic_file_splice_write,
149?};
150 |
其實文件操作就是和do_sync_read是一樣的操作，最終會進入到generic_file_aio_read,里面 generic_file_aio_read里面就是從快設備里面讀取內容了，到這里，如文件結束
原文地址： http://blog.chinaunix.net/uid-11344913-id-26743.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统中，read文件过程分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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