Linux内核中的文件描述符（五）--fd的分配--locate_fd

Kernel version：2.6.14CPU architecture：ARM920T继续上一篇文章的内容，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://www.linuxidc.com/Linux/2012-12/77128.htm），在这里我们深入分析locate_fd函数，其定义如下：static int locate_fd（struct files_struct *files,
struct file *file, unsigned int orig_start）//从orig_start位开始分配fd
{
unsigned int newfd;
unsigned int start;
int error;
struct fdtable *fdt; error = -EINVAL;
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
goto out;repeat:
fdt = files_fdtable（files）;//文件描述符位图
/*
* Someone might have closed fd"s in the range
* orig_start..fdt->next_fd
*/
start = orig_start;
if （start < fdt->next_fd）
start = fdt->next_fd;//如果orig_start小于next_fd，那就从next_fd开始分配 newfd = start;
if （start < fdt->max_fdset） {//max_fdset是描述符问题的位数，下面会具体讲解
newfd = find_next_zero_bit（fdt->open_fds->fds_bits,
fdt->max_fdset, start）;//分配fd
}

error = -EMFILE;
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
goto out; 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
if （error < 0）
goto out; /*
* If we needed to expand the fs array we
* might have blocked - try again.
*/
if （error）
goto repeat; /*
* We reacquired files_lock, so we are safe as long as
* we reacquire the fdtable pointer and use it while holding
* the lock, no one can free it during that time.
*/
fdt = files_fdtable（files）;
if （start <= fdt->next_fd）
fdt->next_fd = newfd + 1;//更新next_fd值 error = newfd;

out:
return error;
}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。linux/arch/arm/kernel/init_task.cstruct task_struct init_task = INIT_TASK（init_task）;#define INIT_TASK（tsk）
{
...
.files = &init_files,
...
}init_files的定义如下：static struct files_struct init_files = INIT_FILES;linux/init_task.h#define INIT_FDTABLE
{
.max_fds = NR_OPEN_DEFAULT,
.max_fdset = __FD_SETSIZE,
.next_fd = 0,
.fd = &init_files.fd_array[0],
.close_on_exec = &init_files.close_on_exec_init,
.open_fds = &init_files.open_fds_init,
.rcu = RCU_HEAD_INIT,
.free_files = NULL,
.next = NULL,
}#define NR_OPEN_DEFAULT BITS_PER_LONG
#define __FD_SETSIZE 1024#define INIT_FILES
{
.count = ATOMIC_INIT（1）,
.file_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
.fdt = &init_files.fdtab,
.fdtab = INIT_FDTABLE,
.close_on_exec_init = { { 0, } },
.open_fds_init = { { 0, } },
.fd_array = { NULL, }
}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。typedef __kernel_fd_set fd_set;#undef __NFDBITS
#define __NFDBITS （8 * sizeof（unsigned long））#undef __FD_SETSIZE
#define __FD_SETSIZE 1024#undef __FDSET_LONGS
#define __FDSET_LONGS （__FD_SETSIZE/__NFDBITS）#undef __FDELT
#define __FDELT（d）（（d） / __NFDBITS）#undef __FDMASK
#define __FDMASK（d）（1UL << （（d） % __NFDBITS））typedef struct {
unsigned long fds_bits [__FDSET_LONGS];
} __kernel_fd_set;