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发信人: weix (好好学习), 信区: Linux
标  题: 代码分析.txt
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Dec 21 18:23:23 2000)

现对Linux核心代码的文件系统(File System)和进程间通信模块的部分系统调用作
分析如下。所采用核心为2.2.14的版本号。此核心工作在本子网的网关上。这次将
分析File System模块下的chdir,Process managerment
下的alarm这三个系统调用。所有路径均为/usr/src/linux下的相对路径。
本次分析以源代码注释的形式给出。
1)chdir
File:fs/open.c
原型:int sys_chdir(const char *path);
源代码如下：
asmlinkage int sys_chdir(const char * filename)
{
        int error;
        struct inode *inode;
        struct dentry *dentry, *tmp;
/*
上面定义了两个结构指针，我就不具体分析这两个结构的内容了。原因有二，这两
个结构十分庞大，而且
应该是系统中很著名的结构。
下面的这个lock_kernel()，实际上是一个macro。不过我找到在
/usr/include/asm-sparc64/smplock.h里面
的一段define之后，就不清楚到底在干什么了，hoho.函数末尾处的
unlock_kernel()也是类似的一个macro。
偶想他们的功能就是作某些系统级的锁定，防止文件系统的异常。
*/
        lock_kernel();
        dentry = namei(filename);
/*
这里dentry调用namei之后返回的。这个namei实际上调用的是__namei，在文件
fs/namei.c里面实现的。
这个namei函数就是根据传入的参数const char *filename，然后通过调用
getname再转化到相应的dentry
结构指针。最后通过dput来调整相应的inode的错误。这部分代码实在不想再看了
。hoho.
之后的这个PTR_ERR(STR)类型的“函数”实际上是一个macro.它其实就是强制类型
转换((long)(str))，
就是把namei返回的东西转化成可以标识某种具体错误的long型数据。
*/
        error = PTR_ERR(dentry);
/*
这里说明一下几个相关的macro是怎么定义的。
#define IS_ERR(ptr)     ((unsigned long)(ptr) > (unsigned
long)(-1000))
#define S_ISDIR(m)      (((m) & S_IFMT) == S_IFDIR)
#define MAY_EXEC 1
#define ENOTDIR         20      /* Not a directory */
其中：
        #define S_IFDIR  0040000
        #define S_IFMT  00170000
这样一些地方就很明了了。
*/
        if (IS_ERR(dentry))
                goto out;
        inode = dentry->d_inode;
/*
如果dentry有错，就unlock_kernel然后退出。
要不就把刚才在namei里面返回的dentry结构的d_inode元素赋给inode，这是文件
系统的inode结点。
*/
        error = -ENOTDIR;
        if (!S_ISDIR(inode->i_mode))
                goto dput_and_out;
/*
现在本函数中的inode结构已经被赋值了。但是如果inode->i_mode的信息表示这个
dentry不是一个目录，
那么就认为是出错，通过goto转跳到dput_and_out去处理。顾名思义也知道这个转
跳是干什么的。Linux
Kernel source code的风格真的很好哦，hoho。接下来调用permission来检测这个
inode所表示的目录对
于执行该系统调用的进程的属主是否可“执行”的。如果该进程的属主没有权限“
执行”这个目录，那么
返回的error就不是0了。于是接下来的goto就会被执行。
*/
        error = permission(inode,MAY_EXEC);
        if (error)
                goto dput_and_out;
/*
如果执行到了这里，那就说明一切很顺利。
下面的就是通过dentry类型的中间变量tmp来实现原先的和现在要change到的两个
dentry之间的转换。这种
c=a;a=b;b=c类型的“算法”应该是很常见的。hoho。
那么在两个相关的dentry的信息交换完了以后，sys_chdir也应该结束了，hoho。

*/
        tmp = current->fs->pwd;
        current->fs->pwd = dentry;
        dentry = tmp;

dput_and_out:
        dput(dentry);
out:
        unlock_kernel();
        return error;
}

2)alarm
File:kernel/sched.c
原型:int sys_alarm(long sedonds);
调用的源代码如下:
asmlinkage unsigned int sys_alarm(unsigned int seconds)
{
        struct itimerval it_new, it_old;
/*
这里定义了两个itimerval结构的变量it_new，it_old。
结构itimerval在/usr/include/time.h中定义了：
struct  itimerval {
        struct  timeval it_interval;
        struct  timeval it_value;
};
其中:
struct timeval {
        time_t          tv_sec;
        suseconds_t     tv_usec;
};
在itimerval结构里面的两个元素，分别为时间间隔it_interval和当前时间
it_value.从代码中可以看出，
它们都是timeval结构的变量，包含了这样两个信息：秒数和毫秒数(seconds,
microseconds)。其实这两
个数据类型time_t和suseconds_t如果找到最初的定义，会发现他们其实都是long
型的，不过被typedef
了。这样的情况在Linux Kernel的source code中还有很多。
然后下面定义了一个unsigned int的变量oldalarm用于返回。
*/
        unsigned int oldalarm;
        it_new.it_interval.tv_sec = it_new.it_interval.tv_usec = 0;
        it_new.it_value.tv_sec = seconds;
        it_new.it_value.tv_usec = 0;
/*
以上的代码是对it_new做了初始化。然后就是调用do_setitimer函数来实现时间的
设置。这个函数的入口
参数，我想就不用多说了，只需要说明一下第一个参数是在文件
/usr/include/time.h中定义的宏:
#define ITIMER_REAL 0
这里我先不跟踪到do_setitimer函数里面而继续分析sys_alarm这个函数。因为把
it_old的地址作为参数给
了函数do_setitimer了，所以就可以实际的改变it_old内个元素的值。调用
do_setitimer之后就把
it_old.it_value.tv_sec的值赋给了oldalarm了。之后就是如果it_old.
it_value.tv_sec得到了不为零的值，oldalarm自加1。看来有必要简单的分析一下
do_setitimer这个函数，不过最好还是不在书面做出了，因为
涉及调用函数的层次太深了。总的来说就是通过do_setitimer在一较底层上给
it_old做了一个“初始化”。
总的情况是sys_alarm=>do_setitimer=>do_getitimer=>jiffiestotv，最后在这个
jiffiestotv里面实现了
赋值。
*/
        do_setitimer(ITIMER_REAL, &it_new, &it_old);
        oldalarm = it_old.it_value.tv_sec;
/*
通过逐层分析do_setitimer以及里面的调用，我们可以知道这里的it_old.
it_value.tv_sec实际上是jiffies
除以一个常数。而这个jiffies，在kernel/sched.c里面是这么定义的：
unsigned long volatile jiffies=0
这样我们就容易理解为什么如果本函数的参数为0的时候本函数返回0了。至于为什
么实际设置了一个时间的
情况下返回值oldalarm要自加1，这个我想应该是在系统级上对时间设置之后做的
变换吧。纯属猜测。
下面这两行英文是在源代码中作者的注释。我想意思是很清楚的吧？hoho.
        ehhh.. We can't return 0 if we have an alarm pending..
        And we'd better return too much than too little anyway
*/
        if (it_old.it_value.tv_usec)
                oldalarm++;
        return oldalarm;
/*
这样，sys_alarm的分析就结束了。
*/
}

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