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linux內(nèi)核中的文件描述符(四)--fd的分配--get_unused_fd

作者： 時(shí)間：2016-11-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
Kernel version：2.6.14

CPU architecture：ARM920T

本文引用地址：http://2s4d.com/article/201611/320000.htm

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

在linux內(nèi)核中主要有兩個(gè)函數(shù)涉及到文件描述符的分配：get_unused_fd和locate_fd。本文主要講解get_unused_fd，將會(huì)在下一篇文章中介紹locate_fd。首先給出get_unused_fd的定義(fs/open.c)：

[plain]view plaincopy
print?
  1. intget_unused_fd(void)
  2. {
  3. structfiles_struct*files=current->files;//獲得當(dāng)前進(jìn)程的打開(kāi)文件列表files
  4. intfd,error;
  5. structfdtable*fdt;
  7. error=-EMFILE;
  8. spin_lock(&files->file_lock);
  10. repeat:
  11. fdt=files_fdtable(files);//獲得文件描述符位圖結(jié)構(gòu)
  12. fd=find_next_zero_bit(fdt->open_fds->fds_bits,
  13. fdt->max_fdset,
  14. fdt->next_fd);
  15. //find_next_zero_bit函數(shù)在文件描述符位圖fds_bits中從next_fd位開(kāi)始搜索下一個(gè)(包括next_fd)為0的位，也就是分配一個(gè)文教描述符
  16. /*
  17. *N.B.Forclonetaskssharingafilesstructure,thistest
  18. *willlimitthetotalnumberoffilesthatcanbeopened.
  19. */
  20. if(fd>=current->signal->rlim[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur)//檢查是否超過(guò)當(dāng)前進(jìn)程限定的最大可打開(kāi)文件數(shù)
  21. gotoout;
  23. /*Doweneedtoexpandthefdarrayorfdset?*/
  24. error=expand_files(files,fd);//根據(jù)需要擴(kuò)展fd，稍后我們會(huì)詳細(xì)介紹該函數(shù)。返回值<0，錯(cuò)誤；返回值>0，擴(kuò)展后再次進(jìn)行fd的分配
  25. if(error<0)
  26. gotoout;
  28. if(error){
  29. /*
  30. *Ifweneededtoexpandthefsarraywe
  31. *mighthaveblocked-tryagain.
  32. */
  33. error=-EMFILE;
  34. gotorepeat;//之前進(jìn)行了擴(kuò)展操作，重新進(jìn)行一次空閑fd的分配
  35. }
  37. FD_SET(fd,fdt->open_fds);//在open_fds的位圖上置位
  38. FD_CLR(fd,fdt->close_on_exec);
  39. fdt->next_fd=fd+1;//next_fd加1
  40. #if1
  41. /*Sanitycheck*/
  42. if(fdt->fd[fd]!=NULL){
  43. printk(KERN_WARNING"get_unused_fd:slot%dnotNULL!n",fd);
  44. fdt->fd[fd]=NULL;
  45. }
  46. #endif
  47. error=fd;
  49. out:
  50. spin_unlock(&files->file_lock);
  51. returnerror;
  52. }

current->signal->rlim[RLIMIT_NOFILE].rlim_cur是一個(gè)進(jìn)程可以打開(kāi)的最大文件數(shù)量。我們首先來(lái)看RLIMIT_NOFILE，該值定義如下：

[plain]view plaincopy
print?
  1. #defineRLIMIT_NOFILE7/*maxnumberofopenfiles*/

在signal結(jié)構(gòu)中，rlim是struct rlimit類型的數(shù)組，

[plain]view plaincopy
print?
  1. structsignal_struct{
  2. ...
  3. structrlimitrlim[RLIM_NLIMITS];
  4. ...
  5. };
struct rlimit定義如下
[plain]view plaincopy
print?
  1. structrlimit{
  2. unsignedlongrlim_cur;//當(dāng)前值
  3. unsignedlongrlim_max;//最大值
  4. };

這些值時(shí)是在哪設(shè)定的呢？我們應(yīng)該知道，linux內(nèi)核通過(guò)fork創(chuàng)建進(jìn)程，第一個(gè)進(jìn)程是靜態(tài)定義的。因此，如果進(jìn)程創(chuàng)建后沒(méi)有修改這些值，那么這些和第一個(gè)進(jìn)程中的值應(yīng)該是一樣的。下面是第一個(gè)進(jìn)程的task_struct結(jié)構(gòu)，僅列出部分?jǐn)?shù)據(jù)。

[plain]view plaincopy
print?
  1. linux/arch/arm/kernel/init_task.c
  3. structtask_structinit_task=INIT_TASK(init_task);
  5. #defineINIT_TASK(tsk)
  6. {
  7. ...
  8. .signal=&init_signals,
  9. ...
  10. }
init_signals的定義如下：

[plain]view plaincopy
print?
  1. #defineINIT_SIGNALS(sig){
  2. .count=ATOMIC_INIT(1),
  3. .wait_chldexit=__WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(sig.wait_chldexit),
  4. .shared_pending={
  5. .list=LIST_HEAD_INIT(sig.shared_pending.list),
  6. .signal={{0}}},
  7. .posix_timers=LIST_HEAD_INIT(sig.posix_timers),
  8. .cpu_timers=INIT_CPU_TIMERS(sig.cpu_timers),
  9. .rlim=INIT_RLIMITS,
  10. }
  12. includeasm-genericresource.h
  13. #defineINIT_RLIMITS
  14. {
  15. [RLIMIT_CPU]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  16. [RLIMIT_FSIZE]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  17. [RLIMIT_DATA]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  18. [RLIMIT_STACK]={_STK_LIM,_STK_LIM_MAX},
  19. [RLIMIT_CORE]={0,RLIM_INFINITY},
  20. [RLIMIT_RSS]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  21. [RLIMIT_NPROC]={0,0},
  22. [RLIMIT_NOFILE]={INR_OPEN,INR_OPEN},
  23. [RLIMIT_MEMLOCK]={MLOCK_LIMIT,MLOCK_LIMIT},
  24. [RLIMIT_AS]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  25. [RLIMIT_LOCKS]={RLIM_INFINITY,RLIM_INFINITY},
  26. [RLIMIT_SIGPENDING]={0,0},
  27. [RLIMIT_MSGQUEUE]={MQ_BYTES_MAX,MQ_BYTES_MAX},
  28. [RLIMIT_NICE]={0,0},
  29. [RLIMIT_RTPRIO]={0,0},
  30. }
  32. #defineNR_OPEN(1024*1024)/*Absoluteupperlimitonfdnum*/
  33. #defineINR_OPEN1024/*Initialsettingfornfilerlimits*/
從上面的代碼我們可以看到rlim_cur = 1024，也就是說(shuō)進(jìn)程最多可以打開(kāi)1024個(gè)文件。

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