Linux内核实现文件写操作(linux内核写文件)
Linux内核实现文件写操作是一个复杂的任务,旨在提供可靠而高效的文件操作接口。它需要实现多个系统环境,如文件系统、存储设备、中断、进程和其他硬件服务。文件写操作的实现流程首先是在文件系统中找到正确的文件,其次找到指定文件的索引节点,并创建文件槽位或者承载文件数据的控制块(Controhell Block,CB),然后将数据写入文件指定的偏移量,在数据写入完成之后,要更新相应的索引节点,包括写入的内容大小和文件的总尺寸以及最后写入和访问的时间,最后要调度操作系统调度器来进行访问。
##### 步骤(1)打开文件
首先,我们需要通过系统调用sys_open()来打开指定的文件,并为文件分配一个文件描述符,以及一页页表,这些页表用于存储文件的地址信息。
`C
// 在系统调用sys_open()中,
int sys_open(char *filename, int flag, int mode)
{
struct inode * inode;
struct file *f;
struct dentry *dentry;
int fd;
dentry = path_lookup(filename); //找到文件系统中的文件
if (!dentry)
goto out;
inode = dentry- d_inode; // 获取索引节点
if (!inode)
goto out;
f = alloc_open_file(); // 为文件分配一份文件描述符
if (!f)
goto out_dput;
fd = get_unused_fd(); // 为文件分配一页页表
if (fd
goto out_freefile;
out_freefile:
free_open_file(f); //释放文件描述符
out_dput:
dput(dentry); // 释放索引节点
out:
return -1;
}
##### 步骤(2)分配缓冲区
在实现文件写操作之前,需要分配一个缓存存放文件写入的数据,其分配大小取决于系统的缓存大小。Linux内核提供了一个alloc_page()的系统调用,用于为文件分配一个4KB大小的页面缓存,如下:
```Cstruct page * alloc_page(unsigned int flags)
{ struct page *page;
page = alloc_page_vma(current- mm, 0, flags); if (!page)
return NULL;
if (PageHighMem(page)) clear_highpage(page);
else clear_page(page);
return page;}
##### 步骤(3)写文件
在分配好缓冲区以后,可以通过系统调用sys_write()来进行文件写操作,这个系统调用会把文件缓冲区指针作为参数传入,用于指定将写入哪里。
`C
// 在系统调用sys_write()
long sys_write(unsigned int fd, const char __user *buf, size_t count)
{
size_t bytes;
off_t pos;
int err = -EBADF;
struct file *file;
file = fget(fd); //检查文件描述符合法性
if (!file)
goto out;
pos = file- f_pos; // 获取文件要被写入的位置
bytes = do_sync_write(file, buf, count, pos); // 执行文件写操作
err = bytes;
if (bytes 0)
file- f_pos = pos;
fput(file);
out:
return err
}
#### 步骤(4)更新索引节点
文件写入成功以后,要更新索引节点,也就是文件索引表,主要用于记录文件已经写入的数据量、文件总尺寸和最后访问和修改时间。
```Cint update_inode(struct inode *inode, off_t size,
time_t last_accessed_time, time_t last_modified_time){
int err; struct timespec current_time;
current_time = current_kernel_time(); //获取当前的内核时间
inode- i_size = size; // 更新文件大小 inode- i_mtime = current_time; //更新最后写入时间
inode- i_atime = last_accessed_time; //更
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