文件路径名的解析是VFS中最基本也是最频繁用到的一个部分，它的代码实现还是十分繁杂的，主要是因为除了普通文件名的解析，内核还要考虑各种可能出现的情况，如一个目录下挂载了多个文件系统，路径中的符号链接等等……后面我会分几次将整个过程进行一个尽量仔细的分析,其中所涉及到的各种数据结构在ULK等相关内核书籍上都有比较详细的介绍，就不列出来了
文件路径名的解析路口函数为path_lookup(),如下:
int path_lookup(const char *name, unsigned int flags,
struct nameidata *nd)
{
return do_path_lookup(AT_FDCWD, name, flags, nd);
}
name:路径名
flags:查找操作的标识
struct nameidata:用于保存当前的相关查找结果
这里可以看到path_lookup()只是对do_path_lookup()的一层封装
static int do_path_lookup(int dfd, const char *name,
unsigned int flags, struct nameidata *nd)
{
/*path_init进行一些搜索前的初始化工作，主要是确定起始搜索的起点并保存在nd中*/
int retval = path_init(dfd, name, flags, nd);
if (!retval)//初始化没问题的话就开始解析
retval = path_walk(name, nd);
if (unlikely(!retval && !audit_dummy_context() && nd->path.dentry &&
nd->path.dentry->d_inode))
audit_inode(name, nd->path.dentry);
if (nd->root.mnt) {
path_put(&nd->root);
nd->root.mnt = NULL;
}
return retval;
}
static int path_init(int dfd, const char *name, unsigned int flags, struct nameidata *nd) { int retval = 0; int fput_needed; struct file *file; nd->last_type = LAST_ROOT; /* if there are only slashes... */ nd->flags = flags; nd->depth = 0; nd->root.mnt = NULL; if (*name=='/') {//如果文件路径是以绝对路径的形式给出 set_root(nd);//设置nd的根目录 nd->path = nd->root;//当前的path从根目录开始 path_get(&nd->root); } else if (dfd == AT_FDCWD) { struct fs_struct *fs = current->fs; read_lock(&fs->lock); nd->path = fs->pwd;//获取当前目录的path path_get(&fs->pwd); read_unlock(&fs->lock); } else { struct dentry *dentry; /*根据dfd，从当前进程的fs_struct结构的fdtable中取出文件描述符指针*/ file = fget_light(dfd, &fput_needed); retval = -EBADF; if (!file) goto out_fail; //从文件描述符中获取dentry dentry = file->f_path.dentry; retval = -ENOTDIR; if (!S_ISDIR(dentry->d_inode->i_mode))//如果不是目录 goto fput_fail; //相应的权限检查 retval = file_permission(file, MAY_EXEC); if (retval) goto fput_fail; nd->path = file->f_path;//获取path path_get(&file->f_path); fput_light(file, fput_needed); } return 0; fput_fail: fput_light(file, fput_needed); out_fail: return retval; }
注意之前传递进来的dfd为AT_FDCWD，因此path_init中只有可能出现前两种情况:1.路径以绝对路径的方式给出 2.路径以相对路径的方式给出。此时nd中的path保存了查找的起始目录，对于第一种情况，即为'/'，第二种情况起始目录要从当前进程的fs结构中提取。
下面通过path_walk()开始进行解析，我们直接进入path_walk()-->link_path_walk()-->__link_path_walk()进行分析，因为前面几个函数都没做什么实质性的工作。
static int __link_path_walk(const char *name, struct nameidata *nd)
{
struct path next;
struct inode *inode;
int err;
unsigned int lookup_flags = nd->flags;
while (*name=='/')//忽略文件名前面的'/'
name++;
if (!*name)
goto return_reval;
inode = nd->path.dentry->d_inode;//获取当前目录的inode
if (nd->depth)
lookup_flags = LOOKUP_FOLLOW | (nd->flags & LOOKUP_CONTINUE);
/* At this point we know we have a real path component. */
for(;;) {
unsigned long hash;
struct qstr this;
unsigned int c;
nd->flags |= LOOKUP_CONTINUE;
err = exec_permission_lite(inode);//进行访问权限的检查
if (err)
break;
this.name = name;//当前进行解析的文件名分量
c = *(const unsigned char *)name;
hash = init_name_hash();//hash值初始化为0
/*计算当前文件名分量的hash值*/
do {
name++;
hash = partial_name_hash(c, hash);
c = *(const unsigned char *)name;
} while (c && (c != '/'));
this.len = name - (const char *) this.name;//保存文件名分量的长度
this.hash = end_name_hash(hash);//保存当前文件名分量的hash值
/* remove trailing slashes? */
if (!c)//文件名解析完毕
goto last_component;
while (*++name == '/');//跳过'/'
if (!*name)
goto last_with_slashes;
/*
* "." and ".." are special - ".." especially so because it has
* to be able to know about the current root directory and
* parent relationships.
*/
/*如果检测到之前分析的文件名分量的第一个字符为'.'*/
if (this.name[0] == '.') switch (this.len) {
default:
break;
case 2://文件名长度为2并且下一个字符也为'.'则表明要退回到上级目录
if (this.name[1] != '.')
break;
follow_dotdot(nd);
inode = nd->path.dentry->d_inode;
//注意这里没有break，因此将通过后面的continue直接回到循环开头
case 1://长度为1表示当前目录，则直接忽略即可
continue;
}
/*下面的部分用来处理普通的文件路径分量(不为.和..)*/
/*如果底层文件系统的dentry定义了d_op和d_hash则调用文件系统中的d_hash进行hash值的计算*/
if (nd->path.dentry->d_op && nd->path.dentry->d_op->d_hash) {
err = nd->path.dentry->d_op->d_hash(nd->path.dentry,
&this);
if (err < 0)
break;
}
//do_lookup执行实际的查找，注意nd中的path对应的是父目录，而this是对应的当前解析的路径分量
err = do_lookup(nd, &this, &next);
if (err)
break;
err = -ENOENT;
inode = next.dentry->d_inode;//获取刚刚解析的路径分量的inode
if (!inode)
goto out_dput;
if (inode->i_op->follow_link) {//如果刚刚解析的路径为符号链接，则通过do_follow_link进行处理
err = do_follow_link(&next, nd);
if (err)
goto return_err;
err = -ENOENT;
inode = nd->path.dentry->d_inode;
if (!inode)
break;
} else//不为符号链接，则路径分量解析完毕，根据next更新nd中的path准备解析下一个分量
path_to_nameidata(&next, nd);
err = -ENOTDIR;
if (!inode->i_op->lookup)//如果刚刚解析的路径分量对应的inode没有定义lookup函数，
break; //则无法以此为父目录进行解析了
continue;//这里标识一次解析完毕，跳转到开头继续解析下一个分量
/* here ends the main loop */
last_with_slashes:
lookup_flags |= LOOKUP_FOLLOW | LOOKUP_DIRECTORY;
last_component://到了最后一个分量
/* Clear LOOKUP_CONTINUE iff it was previously unset */
nd->flags &= lookup_flags | ~LOOKUP_CONTINUE;
if (lookup_flags & LOOKUP_PARENT)//如果最终要查找的是最后一个路径分量的父目录
goto lookup_parent;
/*下面的查找过程和上面的基本一致*/
if (this.name[0] == '.') switch (this.len) {
default:
break;
case 2:
if (this.name[1] != '.')
break;
follow_dotdot(nd);
inode = nd->path.dentry->d_inode;
/* fallthrough */
case 1:
goto return_reval;
}
if (nd->path.dentry->d_op && nd->path.dentry->d_op->d_hash) {
err = nd->path.dentry->d_op->d_hash(nd->path.dentry,
&this);
if (err < 0)
break;
}
err = do_lookup(nd, &this, &next);
if (err)
break;
inode = next.dentry->d_inode;
if (follow_on_final(inode, lookup_flags)) {
err = do_follow_link(&next, nd);
if (err)
goto return_err;
inode = nd->path.dentry->d_inode;
} else
path_to_nameidata(&next, nd);
err = -ENOENT;
if (!inode)
break;
if (lookup_flags & LOOKUP_DIRECTORY) {
err = -ENOTDIR;
if (!inode->i_op->lookup)
break;
}
goto return_base;
lookup_parent://如果目标是最后一个分量的父目录，则不用进行查找了，
//因为nd的path总是指向当前要分析的路径的父目录的
//下面只需要对nd的last_tpye字段进行处理，表示最后一个分量的类型
nd->last = this;
nd->last_type = LAST_NORM;
if (this.name[0] != '.')
goto return_base;
if (this.len == 1)
nd->last_type = LAST_DOT;
else if (this.len == 2 && this.name[1] == '.')
nd->last_type = LAST_DOTDOT;
else
goto return_base;
return_reval:
/*
* We bypassed the ordinary revalidation routines.
* We may need to check the cached dentry for staleness.
*/
if (nd->path.dentry && nd->path.dentry->d_sb &&
(nd->path.dentry->d_sb->s_type->fs_flags & FS_REVAL_DOT)) {
err = -ESTALE;
/* Note: we do not d_invalidate() */
if (!nd->path.dentry->d_op->d_revalidate(
nd->path.dentry, nd))
break;
}
return_base:
return 0;
out_dput:
path_put_conditional(&next, nd);
break;
}
path_put(&nd->path);
return_err:
return err;
}
其中几个比较重要的函数，follow_dotdot()--退回到上级目录, do_lookup()--普通文件名的实际查找工作, do_follow_link()--追踪符号链接，在下篇博文再拿出来进行具体分析。