linux - Linux 内核中实现 open ("/proc/self/fd/NUM"的代码在哪里？

Question

我一直认为执行 open(/proc/self/fd/NUM, flags) 等同于 dup(NUM)，但显然事实并非如此!例如，如果您 dup 一个文件描述符，然后将新的 fd 设置为非阻塞，这也会影响原始文件描述符(因为非阻塞状态是文件描述的一个属性，并且两个文件描述符都指向相同的文件描述)。但是，如果你打开/proc/self/fd/NUM，那么你似乎得到了一个新的独立文件描述，并且可以独立设置你的新旧fds的非阻塞状态。您甚至可以使用它来获取引用同一个匿名管道的两个文件描述，否则这是不可能的 ( example )。另一方面，虽然您可以dup 套接字 fd，但如果 NUM 引用套接字，open("/proc/self/fd/NUM", flags) 将失败。

现在我希望能够看到这对其他类型的特殊文件是如何工作的，并回答诸如“以这种方式重新打开文件时进行了哪些权限检查？”之类的问题，所以我试图找到Linux 中实际实现这条路径的代码，但是当我开始阅读 fs/proc/fd.c 时，我很快就迷失在曲折的操作结构迷宫中，它们各不相同。

所以我的问题是:任何人都可以解释执行 open("/proc/self/fd/NUM", flags) 之后的代码路径吗？具体来说，假设 NUM 指的是一个管道，我们正在谈论最新的内核版本。

Answer 1

评论建议查看 proc_fd_link，这是个好主意。如果您无法理解代码如何到达那里，您可以使用 systemtap 帮助自己。这是一个神奇的脚本:

probe kernel.function("proc_fd_link") {
    print_backtrace();
}

从 fd/下打开文件时运行它会得到:

 0xffffffffbb2cad70 : proc_fd_link+0x0/0xd0 [kernel]
 0xffffffffbb2c4c3b : proc_pid_get_link+0x6b/0x90 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb36341a : security_inode_follow_link+0x4a/0x70 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb25bf13 : trailing_symlink+0x1e3/0x220 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb25f559 : path_openat+0xe9/0x1380 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb261af1 : do_filp_open+0x91/0x100 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb26fd8f : __alloc_fd+0x3f/0x170 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb24f280 : do_sys_open+0x130/0x220 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb24f38e : sys_open+0x1e/0x20 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb003c57 : do_syscall_64+0x67/0x160 [kernel] (inexact)
 0xffffffffbb8039e1 : return_from_SYSCALL_64+0x0/0x6a [kernel] (inexact)

在 proc_pid_get_link 中我们看到:

/* Are we allowed to snoop on the tasks file descriptors? */
if (!proc_fd_access_allowed(inode))
        goto out;

啊啊啊

/* permission checks */
static int proc_fd_access_allowed(struct inode *inode)
{
        struct task_struct *task;
        int allowed = 0;
        /* Allow access to a task's file descriptors if it is us or we
         * may use ptrace attach to the process and find out that
         * information.
         */
        task = get_proc_task(inode);
        if (task) {
                allowed = ptrace_may_access(task, PTRACE_MODE_READ_FSCREDS);
                put_task_struct(task);
        }
        return allowed;
}

很明显，您需要与使用 ptrace 附加相同的权限。

最后，为什么打开socket会失败？ strace 显示正在返回 ENXIO。一个快速的 git grep ENXIO fs/*.c 显示:

static int no_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
        return -ENXIO;
}

检查代码如何使用 no_open 作为练习留给读者。另请注意，systemtap 可用于类似 printf 的调试，而无需修改源代码。它也可以放在函数的“返回”上并报告错误代码。