在 Linux 0.11 的源代码中，挖掘文件打开和读取操作的内部机制

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在计算机科学的广阔领域中，文件系统扮演着至关重要的角色，它为数据存储和管理提供了坚实的基础。Linux 0.11 作为早期版本的 Linux 操作系统，其源代码为我们揭示了文件系统运作的奥秘。本文将带领大家深入 Linux 0.11 的源代码，一探文件打开和读取操作的内部机制。

1. 文件打开的幕后英雄：open() 系统调用

当程序需要访问文件时，open() 系统调用便粉墨登场，它负责打开文件并返回一个文件符，该符用于后续的文件操作。在 Linux 0.11 的源代码中，open() 系统调用的实现位于文件 fs/open.c 中。

int sys_open(const char *filename, int flags, int mode)
{
    struct inode *inode;
    int fd;

    inode = namei(filename);
    if (!inode) {
        return -ENOENT;
    }

    fd = get_unused_fd();
    if (fd < 0) {
        return -EMFILE;
    }

    current->files->fd[fd] = inode;
    current->files->fd_count++;

    return fd;
}

上述代码片段简要概括了 open() 系统调用的核心流程。首先，它通过 namei() 函数查找指定的文件，如果文件不存在，则返回错误 -ENOENT。接下来，它通过 get_unused_fd() 函数获取一个未使用的文件描述符，若没有可用描述符，则返回错误 -EMFILE。最后，将找到的文件关联到当前进程的文件描述符表中，并返回文件描述符。

2. 窥探文件读取的奥秘：read() 系统调用

一旦文件被成功打开，就可以通过 read() 系统调用读取文件内容。read() 系统调用的实现位于文件 fs/read_write.c 中。

ssize_t sys_read(int fd, void *buf, size_t count)
{
    struct file *file;
    ssize_t ret;

    file = current->files->fd[fd];
    if (!file) {
        return -EBADF;
    }

    ret = file->f_op->read(file, buf, count, &file->f_pos);

    return ret;
}

read() 系统调用首先获取当前进程的文件描述符表，并通过文件描述符找到对应的文件结构体。如果文件结构体不存在，则返回错误 -EBADF。随后，调用文件结构体中指向的 read() 操作函数来读取文件内容，并将读取到的数据存储在提供的缓冲区中。最后，返回读取到的字节数。

3. 结语

在 Linux 0.11 的源代码中，我们揭开了文件打开和读取操作的神秘面纱。open() 系统调用负责打开文件并返回文件描述符，read() 系统调用则负责读取文件内容。这些系统调用的实现为我们提供了深入了解操作系统如何管理文件和数据存储机制的机会。虽然 Linux 0.11 的源代码已经显得有些古老，但它仍然为我们提供了学习和探索计算机系统底层运作的宝贵机会。