＜Linux＞（极简关键、省时省力）《Linux操作系统原理分析之Linux文件管理（3）》（27）

8 Linux文件管理

8.6 文件管理和操作

8.6.1 系统对文件的管理

Linux 系统把所有打开的活动文件进行统一管理，组成“系统打开文件表”。系统打开文件表是一个双向链表，每个表项是一个 file 结构体，存放着活动文件的控制信息。其定义在/include/linux/fs.h。
Struct file
{
Mode_t f_mode; /文件的打开模式/
Loff_t f_pos; /文件的当前读写位置/
Unsigned short f_flags; /文件操作标志/
Unsigned short f_count; /共享该结构体的计数值/
Unsigned long f_reada,f_ramax,f_raend,f_ralen,f_rawin;
Struct file *f_next,*f_prev; /连接前后节点的指针/
Struct fown_struct f_owner;
Struct inode * f_inode; /文件对应的 inode/
Struct file_operation *f_op; /指向文件操作结构体的指针/
Unsigned long f_version; /文件版本/
Void *private_data; /指向与文件管理模块有关的私有数据的指针/
}

8.6.2 进程对文件的管理

1. 数据结构
   对于进程打开的件，由进程的两个私有结构进行管理：
   👉fs_struct 记录着文件系统根目录和当前目录。
   👉files_struct 包含着进程的打开文件表。

struct fs_struct 
{
atomic_t count; /*共享此结构的计数值*/
int umask; /*文件掩码*/
struct dentry * root, * pwd; /*根目录和当前目录的 inode 指针*/
};
struct files_struct
{
int count; /*共享计数值*/
fd_set *close_on_exec;
fd_set *open_fds;
struct file * fd [NR_OPEN]; /*进程打开文件表，有 256 个元素，表示最多可以同时打开 256 个文件*/
};

说明：
👉当进程打开一个文件时，建立一个 file 结构体，并加入到系统打开文件表中，然后把 file 结构体的首地址写入 fd[]数组的一个空闲元素中.
👉linux 中把 fd[]数组的下标作为一个进程的活动文件标志 ，称为进程标识符。

2. 当前进程要处理某个打开文件时，访问各个数据结构的步骤：
   

8.6.3 文件操作函数

lseek - 移动文件指针的位置，只用于可以随机存取的设备
read – 从字符设备读数据
Write – 向字符设备写数据
Open-打开设备，并初始化设备
Release-关闭设备，并释放资源