linux内核中的文件描述符(五)--fd的分配--locate_fd

Kernel version：2.6.14

CPU architecture：ARM920T

Author：ce123(http://blog.csdn.net/ce123)

继续上一篇博客的内容，分析另一个文件描述符fd的分配函数locate_fd。dup系统调用用于复制一个文件描述符对应的文件，返回值是个文件描述符。在前面的文章中，我们已经分析过了dup的源码(http://blog.csdn.net/ce123/article/details/8444482)，在这里我们深入分析locate_fd函数，其定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. staticintlocate_fd(structfiles_struct*files,
2. structfile*file,unsignedintorig_start)//从orig_start位开始分配fd
3. {
4. unsignedintnewfd;
5. unsignedintstart;
6. interror;
7. structfdtable*fdt;
9. error=-EINVAL;
10. if(orig_start>=current->signal->rlim[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur)//检查orig_start是大于进程最大可以打开文件的数量
11. gotoout;
13. repeat:
14. fdt=files_fdtable(files);//文件描述符位图
15. /*
16. *Someonemighthaveclosedfdsintherange
17. *orig_start..fdt->next_fd
18. */
19. start=orig_start;
20. if(startnext_fd)
21. start=fdt->next_fd;//如果orig_start小于next_fd，那就从next_fd开始分配
23. newfd=start;
24. if(startmax_fdset){//max_fdset是描述符问题的位数，下面会具体讲解
25. newfd=find_next_zero_bit(fdt->open_fds->fds_bits,
26. fdt->max_fdset,start);//分配fd
27. }
29. error=-EMFILE;
30. if(newfd>=current->signal->rlim[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur)//进行判断，分配的fd不能大于进程最大可以打开的文件数量
31. gotoout;
33. error=expand_files(files,newfd);//文件描述符表的扩展，这个我们留在下一篇文章中详细讲解
34. if(error<0)
35. gotoout;
37. /*
38. *Ifweneededtoexpandthefsarraywe
39. *mighthaveblocked-tryagain.
40. */
41. if(error)
42. gotorepeat;
44. /*
45. *Wereacquiredfiles_lock,sowearesafeaslongas
46. *wereacquirethefdtablepointeranduseitwhileholding
47. *thelock,noonecanfreeitduringthattime.
48. */
49. fdt=files_fdtable(files);
50. if(start<=fdt->next_fd)
51. fdt->next_fd=newfd+1;//更新next_fd值
53. error=newfd;
55. out:
56. returnerror;
57. }

max_fdset值的分析和rlim_cur差不多，最初的值时从父进程继承过来的。

[plain]view plaincopyprint?

1. linux/arch/arm/kernel/init_task.c
3. structtask_structinit_task=INIT_TASK(init_task);
5. #defineINIT_TASK(tsk)\
6. {\
7. ...
8. .files=&init_files,\
9. ...
10. }

init_files的定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. staticstructfiles_structinit_files=INIT_FILES;
3. linux/init_task.h
5. #defineINIT_FDTABLE\
6. {\
7. .max_fds=NR_OPEN_DEFAULT,\
8. .max_fdset=__FD_SETSIZE,\
9. .next_fd=0,\
10. .fd=&init_files.fd_array[0],\
11. .close_on_exec=&init_files.close_on_exec_init,\
12. .open_fds=&init_files.open_fds_init,\
13. .rcu=RCU_HEAD_INIT,\
14. .free_files=NULL,\
15. .next=NULL,\
16. }
18. #defineNR_OPEN_DEFAULTBITS_PER_LONG
19. #define__FD_SETSIZE1024
21. #defineINIT_FILES\
22. {\
23. .count=ATOMIC_INIT(1),\
24. .file_lock=SPIN_LOCK_UNLOCKED,\
25. .fdt=&init_files.fdtab,\
26. .fdtab=INIT_FDTABLE,\
27. .close_on_exec_init={{0,}},\
28. .open_fds_init={{0,}},\
29. .fd_array={NULL,}\
30. }

BITS_PER_LONG是long型数据的字节数，即4*8=3，也就是说max_fds = 32。max_fdset为1024。max_fdset是进程打开文件描述符位图open_fds的大小。open_fds是fd_set的指针。

[plain]view plaincopyprint?

1. typedef__kernel_fd_setfd_set;
3. #undef__NFDBITS
4. #define__NFDBITS(8*sizeof(unsignedlong))
6. #undef__FD_SETSIZE
7. #define__FD_SETSIZE1024
9. #undef__FDSET_LONGS
10. #define__FDSET_LONGS(__FD_SETSIZE/__NFDBITS)
12. #undef__FDELT
13. #define__FDELT(d)((d)/__NFDBITS)
15. #undef__FDMASK
16. #define__FDMASK(d)(1UL<((d)%__NFDBITS))
18. typedefstruct{
19. unsignedlongfds_bits[__FDSET_LONGS];
20. }__kernel_fd_set;

fds_bits是一个long型数组，共有32个元素，共有1024bit。