1.基本说明

在open()的路径查找过程中，walk_component()的作用就是对具体的目录项进行处理。它通过handle_dots()处理LAST_DOT和LAST_DOTDOT类型的目录项，通过do_lookup()处理非LAST_DOT和LAST_DOTDOT类型的目录项。当经过了do_lookup的处理后，还需要通过should_follow_link()检查当前的目录项是否是符号链接。

如果当前的目录项具备符号链接特性，那么内核将试图通过unlazy_walk()将当前的rcu-walk切换到ref-walk。因为处理处理符号链接文件会使用实体文件系统的钩子函数follow_link()，这个函数可能会引起阻塞，因此必须切换到允许阻塞的ref-walk模式。如果切换失败，则返回-ECHILD，即返回值do_filp_open()处，将重新以ref-walk方式执行打开操作；否则，walk_component()将返回1，那么调用它的link_path_walk()将通过nested_symlink()处理符号链接文件。

2.函数分析

2.1.nested_symlink()

该函数声明如下：

static inline int nested_symlink(struct path *path, struct nameidata *nd);

符号链接的处理过程并不复杂，但需要清楚link_count和total_link_count两个关键的变量的含义。这两个变量均来自当前进程描述符current中，前者表示当前符号链接连续嵌套的次数，后者表示一个路径中符号链接的总数。这两个计数均有最大限制，link_count最大不能超过MAX_NESTED_LINKS（默认为8）,total_link_count最大不能超过40。

该函数的主要处理流程如下：

1.首先检查link_count是否超过了限制，如果超过限制则向上返回ELOOP错误；

2.如果一切正常，则nd和current同时更新嵌套计数器；

3.为了对符号链接文件嵌套情况的处理，接下来将进入循环处理过程。每次处理过程都首先通过follow_link()获取当前目录项所指文件，返回最后该文件路径的最后一个目录项；并且通过walk_component()更新nd；特殊情况下，当前目录项（即当前正在处理的符号链接文件的最后一个目录项）所指的文件仍然是个符号链接文件，因此walk_componet()将返回1，因此继续执行循环体，直至遇到非符号链接文件；

4.当本次的符号链接文件获取到最终的目标时，对nd和current的嵌套计数进行减一操作；

5.结束；

2.2.follow_link()

该函数声明如下：

static __always_inline int
follow_link(struct path *link, struct nameidata *nd, void **p);

该函数的作用是对这个符号链接文件所指的目标文件进行“一探究竟”，通过对目标文件进行查找操作进而更新nd。主要操作包含以下内容：

1.首先判断total_link_count是否超过了最大限制；

2.通过cond_resched()进行一次进程调度。通过walk_component()中的解释可知，只要某个目录项为符号链接文件，那么当前的walk模式肯定为ref，由于当前进程一开始处于rcu模式下，可能导致某些进程抢占失败，因此这里有必要进行一次进程调度；

3.对current进行total_link_count加一操作；

4.通过nd_set_link()对当前nd中saved_names[nd->depth]字段进行置空操作；

5.设置当前目录项的类型为LAST_BIND；

6.通过当前目录项中follow_link钩子函数进行符号链接文件的跟随操作，即将这个符号链接文件所指的目标文件路径返回至saved_names[nd->depth]中；

7.如果获取目标文件路径成功，则通过__vfs_follow_link()对这个目标文件路径进行全新的查找；

2.3.__vfs_follow_link()

该函数是对link_path_walk()的再次封装，其声明如下：

static int __vfs_follow_link(struct nameidata *nd, const char *link);

这种封装其实是合理的，因为既然对目标文件路径进行一个全新的查找工作，那可以使用前面的link_path_walk()函数，因为这个函数本身就是对路径的查找。

这里举个简单的例子（示例1）说明这种函数的调用情况。比如存在路径“/home/edsionte/files/abc/”，简称路径A，其中files目录是一个符号链接文件，其指向”/home/wang/test/exe/”目录（简称路径B，exe和test为普通目录）。如果要open路径A，那么简单的处理步骤是：

1.通过link_path_walk对路径A进行查找;

2.当walk_component()进行到files目录项时，发现其为符号链接文件，那么将通过nested_symlink()对这个目录项进行处理;

3.nested_symlink()中的follow_link()发现files指向的文件路径为路径B。为了检查路径B的合法性以及更新nd等信息，将通过__vfs_follow_link()对路径B进行查找工作；

4.调用link_path_walk()对路径B进行遍历，最终获取路径B的最后一个目录项exe；

5.nested_symlink()将执行walk_component()，并确定路径B最后的目录项test不是符号连接文件，因此退出nested_symlink()；返回路径A的link_path_walk()；

6.关于路径A的查找工作完毕；

特殊情况下（示例2），如果上述示例1中的路径B中，test目录同样为符号链接文件，并且指向名为C的路径“/home/tian/bin/”，其中，bin为普通目录；那么open路径A这个操作将会多一轮的处理流程。基于上述的处理流程步骤如下：

1.通过link_path_walk对路径A进行查找;

2.当walk_component()进行到files目录项时，发现其为符号链接文件，那么将通过nested_symlink()对这个目录项进行处理;

3.follow_link()发现files指向的文件路径为路径B。为了检查路径B的合法性以及更新nd等信息，将通过__vfs_follow_link()对路径B进行查找工作；

4.调用link_path_walk()对路径B进行遍历，当walk_component()进行至B中的test目录项时，由于其为符号链接文件，因此将调用nested_symlink()；

5.nested_symlink()处理目录项test，由于test指向的路径C中所有目录项都是非符号链接文件，因此循环体执行一次，最终返回C的最后一个目录项bin至路径B的link_path_walk()中；

6.路径B的link_path_walk()继续进行，直至遍历到最后一个目录项exe；它将返回到3中的follow_link()中，接着执行walk_component()发现exe为普通目录项，则nested_symlink()结束；

7.路径A的link_path_walk()继续对路径A的下一个目录项abc进行walk_component();

通过上述示例可以看出，符号链接文件的嵌套数并不是指link_path_walk()的嵌套调用数目，而是指nested_symlink()的调用数。只有当符号链接文件（路径A）所指的文件（路径B）中依旧存在符号链接（指向路径C）时，才会出现nested_symlink()的嵌套。

3.总结

符号链接文件的处理方式比较特殊，但是本质的实现还是基于link_path_walk()，该函数是整个路径查找框架中的基础实现。对于一个路径来说，经过link_path_walk()的处理，nd将保存最后一个目录项的信息，但是最后一个目录项代表的文件（或目录）是否存在并不知晓，需要通过调用link_path_walk()的path_openat()做最后的处理。

参考资料：

1.Linux源码3.2.69；

2.Linux系统调用open七日游：http://blog.chinaunix.net/uid-20522771-id-4419666.html

3.深入理解Linux内核：http://book.douban.com/subject/2287506/；

4.深入Linux内核架构：http://book.douban.com/subject/4843567/；

5.Linux内核探秘：http://book.douban.com/subject/25817503/；