1.基本說明
在用戶態使用open()時，必須向該函數傳入文件路徑和打開權限。這兩個參數傳入內核後，內核首先檢查這個文件路徑存在的合法性，同時還需檢查使用者是否有合法權限打開該文件。如果一切順利，那麼內核將對訪問該文件的進程創建一個file結構。
在用戶態，通常open()在操作成功時返回的是一個非負整數，即所謂的文件描述符（fd，file deor）；並且，用戶態後續對文件的讀寫操作等都是通過fd來完成的。由此可見fd與file結構在內核中有一定的關聯。
具體的，內核使用進程描述符task_struct來描述一個進程，而該進程所有已打開文件對應的file結構將形成一個數組files（其爲files_struct結構），內核向用戶返回的fd便是該數組中具體file結構的索引。默認情況下，每個進程創建後都已打開了標準輸入文件、標準輸出文件、標準錯誤文件，因此他們的文件描述符依次爲0、1和2。
2.函數分析2.1.do_sys_open
明白了上述原理，那麼open系統調用在內核中的基本實現過程就很清晰。根據系統調用入口函數的命名規則，open系統調用的入口函數應該爲sys_open。不過，目前內核統一使用SYSCALL_DEFINEn宏來描述系統調用入口函數，因此可以在open.c文件中找到該入口函數，具體如下所示：
| 1 | SYSCALL_DEFINE3(open, constchar__user *, filename, int, flags, int, mode); |
該函數內部直接調用了do_sys_open函數，具體聲明如下：
| 1 | longdo_sys_open(intdfd, constchar__user *filename, intflags, intmode); |
這個函數的參數基本上與open系統調用的參數一致。
該函數可以簡單概括open系統調用的功能：
1.通過build_open_flags()將用戶態的flags和mode轉換成對應的內核態標誌；
2.由於filename是用戶態的內存緩衝區（使用了__user修飾），因此通過getname()將文件名從用戶態拷貝至內核態；
3.get_unused_fd_flags()爲即將打開的文件分配文件描述符；也就是在當前進程的files數組中尋找一個未使用的位置；
4.通過do_filp_open()爲文件創建file結構體；
5.如果創建file成功，則通過fd_install()將fd和file進行關聯；如果創建file失敗，通過put_unused_fd()將已分配的fd返回至系統，並且根據file生成錯誤的fd；
6.通過putname()釋放在內核分配的路徑緩衝區；
7.返回fd；
當open系統調用執行完畢後，fd返回用戶態，內核態新建了與其關聯的file；對於每個進程而言，通過files_struct來記錄其所打開的文件，具體通過fd_array數據保存fd和file的對應關係，fd本質爲該數組的索引。
3.總結
至此，open的基本實現過程已經分析完畢。不過do_sys_open函數沒有直接體現文件路徑的查找過程，這部分將是整個open系統調用內核實現的重要部分。如果對此感興趣，可以繼續閱讀本系列後續文章。