linux0.11之 /kernel/sys.c

这个文件是我们小组中我正在阅读的代码。有什么理解我会随时添加进来。

sys.c中含有很多系统调用功能的实现函数，不过也有相当一部分在当前这个内核版本没有实现，
因此他们的返回值直接就是-ENOSYS，这个错误号是在errno.h中定义的。当然，这些所有的系统调用函数
在include/linux/sys.h中也可以看到，在那里面只是一个声明。

sys.c中有很多函数实现的是相关进程的ID，组ID，等等的操作。
在这里得先介绍一下这些ID之间的联系：一个用户有用户ID（uid）和用户组ID（pid）。这两个ID是
passwd文件中对该用户设置的ID，通常被称为实际用户ID（ruid）和实际组ID（rgid）。而在每个文件的
i节点信息中都保存着宿主的用户ID和组ID。他们指名了文件拥有者和所属用户组。主要用于访问或者执行文
件时的权限判别操作。

在一个进程的任务数据结构中，为了实现不同功能而保存了3种用户ID和组ID，下表中详尽说明：

类别	用户ID	组ID
进程的	uid 用户ID，指名拥有该进程的用户	gid 组ID。指明拥有该进程的用户组
有效的	euid 有效用户ID，指明访问文件的权限	egid 有效组ID。指名访问文件的权限
保存的	suid 保存的用户ID，当执行文件的设置用户ID标志(set-user-ID)置位时，suid中保存着执行文件的uid。否则suid等于进程的euid	sgid 保存的组ID，当执行文件的设置和组ID标志(set-group-ID)置位时，sgid中保存着执行文件的gid。否则sgid等于进程的egid

进程的uid和gid分别就是进程拥有者的用户ID和组ID，即进程的实际用户ID(ruid)和实际组ID(rgid)。
超级用户可以使用函数set_uid()和set_gid()对他们进行修改。有效用户id和有效组ID用于进程访问文
件时的许可权判断。

/*
* linux/kernel/sys.c
*
* (C) 1991 Linus Torvalds
*/

#include         // 错误号头文件。包含系统中各种出错号。(Linus 从minix 中引进的)。

#include     // 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0 的数据，
// 还有一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
#include         // tty 头文件，定义了有关tty_io，串行通信方面的参数、常数。
#include     // 内核头文件。含有一些内核常用函数的原形定义。
#include     // 段操作头文件。定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。
#include         // 定义了进程中运行时间的结构tms 以及times()函数原型。
#include     // 系统名称结构头文件。

//返回-ENOSYS 这是为了说明在当前这个版本没有实现这个函数的功能

// 返回日期和时间。
int
sys_ftime ()
{
  return -ENOSYS;
}

//
int
sys_break ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 用于当前进程对子进程进行调试(degugging)。
int
sys_ptrace ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 改变并打印终端行设置。
int
sys_stty ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 取终端行设置信息。
int
sys_gtty ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 修改文件名。
int
sys_rename ()
{
  return -ENOSYS;
}

//
int
sys_prof ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 设置当前任务的实际以及/或者有效组ID（gid）。如果任务没有超级用户特权，
// 那么只能互换其实际组ID 和有效组ID。如果任务具有超级用户特权，就能任意设置有效的和实际
// 的组ID。保留的gid（saved gid）被设置成与有效gid 同值。
int
sys_setregid (int rgid, int egid)
{
  if (rgid > 0)
    {
    //在keinel.h中的定义#define suser() (current->euid == 0)    // 检测是否是超级用户。
      if ((current->gid == rgid) || suser ())
    current->gid = rgid;
      else
    return (-EPERM);//返回-EPERM错误号说明操作没有许可
    }
  if (egid > 0)
    {
      if ((current->gid == egid) ||
      (current->egid == egid) || (current->sgid == egid) || suser ())
    current->egid = egid;
      else
    return (-EPERM);
    }
  return 0;
}

// 设置进程组号(gid)。如果任务没有超级用户特权，它可以使用setgid()将其有效gid
// （effective gid）设置为成其保留gid(saved gid)或其实际gid(real gid)。如果任务有
// 超级用户特权，则实际gid、有效gid 和保留gid 都被设置成参数指定的gid。
int
sys_setgid (int gid)
{
  return (sys_setregid (gid, gid));//这块调用的上面定义的函数
}

// 打开或关闭进程计帐功能。
int
sys_acct ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 映射任意物理内存到进程的虚拟地址空间。
int
sys_phys ()
{
  return -ENOSYS;
}

int
sys_lock ()
{
  return -ENOSYS;
}

int
sys_mpx ()
{
  return -ENOSYS;
}

int
sys_ulimit ()
{
  return -ENOSYS;
}

// 返回从1970 年1 月1 日00:00:00 GMT 开始计时的时间值（秒）。如果tloc 不为null，则时间值
// 也存储在那里。
int
sys_time (long *tloc)
{
  int i;

  i = CURRENT_TIME;
  if (tloc)
    {
      verify_area (tloc, 4);    // 验证内存容量是否够（这里是4 字节）。
    //put_fs_long()的功能:将一长字存放在fs 段中指定内存地址处。
    // 参数：val - 长字值；addr - 内存地址。
    // %0 - 寄存器(长字值val)；%1 - (内存地址addr)。
      put_fs_long (i, (unsigned long *) tloc);    // 也放入用户数据段tloc 处。
    }
  return i;
}

/*
* Unprivileged users may change the real user id to the effective uid
* or vice versa.
*/
/*
* 无特权的用户可以见实际用户标识符(real uid)改成有效用户标识符(effective uid)，反之也然。
*/
// 设置任务的实际以及/或者有效用户ID（uid）。如果任务没有超级用户特权，那么只能互换其
// 实际用户ID 和有效用户ID。如果任务具有超级用户特权，就能任意设置有效的和实际的用户ID。
// 保留的uid（saved uid）被设置成与有效uid 同值。
int
sys_setreuid (int ruid, int euid)
{
  int old_ruid = current->uid;

  if (ruid > 0)
    {
      if ((current->euid == ruid) || (old_ruid == ruid) || suser ())
    current->uid = ruid;
      else
    return (-EPERM);
    }
  if (euid > 0)
    {
      if ((old_ruid == euid) || (current->euid == euid) || suser ())
    current->euid = euid;
      else
    {
      current->uid = old_ruid;
      return (-EPERM);
    }
    }
  return 0;
}

// 设置任务用户号(uid)。如果任务没有超级用户特权，它可以使用setuid()将其有效uid
// （effective uid）设置成其保留uid(saved uid)或其实际uid(real uid)。如果任务有
// 超级用户特权，则实际uid、有效uid 和保留uid 都被设置成参数指定的uid。
int
sys_setuid (int uid)
{
  return (sys_setreuid (uid, uid));
}

// 设置系统时间和日期。参数tptr 是从1970 年1 月1 日00:00:00 GMT 开始计时的时间值（秒）。
// 调用进程必须具有超级用户权限。
int
sys_stime (long *tptr)
{
  if (!suser ())        // 如果不是超级用户则出错返回（许可）。
    return -EPERM;
  startup_time = get_fs_long ((unsigned long *) tptr) - jiffies / HZ;
  return 0;
}

// 获取当前任务时间。tms 结构中包括用户时间、系统时间、子进程用户时间、子进程系统时间。
int
sys_times (struct tms *tbuf)
{
  if (tbuf)
    {
      verify_area (tbuf, sizeof *tbuf);
      put_fs_long (current->utime, (unsigned long *) &tbuf->tms_utime);
      put_fs_long (current->stime, (unsigned long *) &tbuf->tms_stime);
      put_fs_long (current->cutime, (unsigned long *) &tbuf->tms_cutime);
      put_fs_long (current->cstime, (unsigned long *) &tbuf->tms_cstime);
    }
  return jiffies;
}

// 当参数end_data_seg 数值合理，并且系统确实有足够的内存，而且进程没有超越其最大数据段大小
// 时，该函数设置数据段末尾为end_data_seg 指定的值。该值必须大于代码结尾并且要小于堆栈
// 结尾16KB。返回值是数据段的新结尾值（如果返回值与要求值不同，则表明有错发生）。
// 该函数并不被用户直接调用，而由libc 库函数进行包装，并且返回值也不一样。

//我觉得是系统调用中用于设置当前数据段的结尾
int
sys_brk (unsigned long end_data_seg)
{
  if (end_data_seg >= current->end_code &&    // 如果参数>代码结尾，并且
      end_data_seg < current->start_stack - 16384)    // 小于堆栈-16KB，
    current->brk = end_data_seg;    // 则设置新数据段结尾值。
  return current->brk;        // 返回进程当前的数据段结尾值。
}

/*
* This needs some heave checking ...
* I just haven't get the stomach for it. I also don't fully
* understand sessions/pgrp etc. Let somebody who does explain it.
*/
/*
* 下面代码需要某些严格的检查…
* 我只是没有胃口来做这些。我也不完全明白sessions/pgrp 等。还是让了解它们的人来做吧。
*/
// 将参数pid 指定进程的进程组ID 设置成pgid。如果参数pid=0，则使用当前进程号。如果
// pgid 为0，则使用参数pid 指定的进程的组ID 作为pgid。如果该函数用于将进程从一个
// 进程组移到另一个进程组，则这两个进程组必须属于同一个会话(session)。在这种情况下，
// 参数pgid 指定了要加入的现有进程组ID，此时该组的会话ID 必须与将要加入进程的相同(193 行)。
int
sys_setpgid (int pid, int pgid)
{
  int i;

  if (!pid)            // 如果参数pid=0，则使用当前进程号。
    pid = current->pid;
  if (!pgid)            // 如果pgid 为0，则使用当前进程pid 作为pgid。
    pgid = current->pid;    // [??这里与POSIX 的描述有出入]
  for (i = 0; i < NR_TASKS; i++)    // 扫描任务数组，查找指定进程号的任务。NR_TASKS是系统中任务
                                    //的最大数
    if (task[i] && task[i]->pid == pid)
      {
    if (task[i]->leader)    // 如果该任务已经是首领，则出错返回。
      return -EPERM;
    if (task[i]->session != current->session)    // 如果该任务的会话ID
      return -EPERM;    // 与当前进程的不同，则出错返回。
    task[i]->pgrp = pgid;    // 设置该任务的pgrp。
    return 0;
      }
  return -ESRCH;
}

// 返回当前进程的组号。与getpgid(0)等同。
int
sys_getpgrp (void)
{
  return current->pgrp;
}

// 创建一个会话(session)（即设置其leader=1），并且设置其会话=其组号=其进程号。
int
sys_setsid (void)
{
  if (current->leader && !suser ())    // 如果当前进程已是会话首领并且不是超级用户
    return -EPERM;        // 则出错返回。
  current->leader = 1;        // 设置当前进程为新会话首领。
  current->session = current->pgrp = current->pid;    // 设置本进程session = pid。
  current->tty = -1;        // 表示当前进程没有控制终端。
  return current->pgrp;        // 返回会话ID。
}

// 获取系统信息。其中utsname 结构包含5 个字段，分别是：本版本操作系统的名称、网络节点名称、
// 当前发行级别、版本级别和硬件类型名称。
int
sys_uname (struct utsname *name)
{
  static struct utsname thisname = {    // 这里给出了结构中的信息，这种编码肯定会改变。
    "linux .0", "nodename", "release ", "version ", "machine "
  };
  int i;

  if (!name)
    return -ERROR;        // 如果存放信息的缓冲区指针为空则出错返回。
  verify_area (name, sizeof *name);    // 验证缓冲区大小是否超限（超出已分配的内存等）。
  for (i = 0; i < sizeof *name; i++)    // 将utsname 中的信息逐字节复制到用户缓冲区中。
    put_fs_byte (((char *) &thisname)[i], i + (char *) name);
  return 0;
}

// 设置当前进程创建文件属性屏蔽码为mask & 0777。并返回原屏蔽码。
int
sys_umask (int mask)
{
  int old = current->umask;

  current->umask = mask & 0777;
  return (old);
}