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进程可以打开或关闭文件，文件属于系统资源，Linux内核要对进程使用文件的情况进行记录。task_struct结构中有两个数据结构用于描述进程与文件相关的信息。其中，fs_struct中描述了两个VFS索引节点（VFS inode），这两个索引节点叫做root和pwd，分别指向进程的可执行映象所对应的根目录（home directory）和当前目录或工作目录。file_struct结构用来记录了进程打开的文件的描述符（descriptor）

1.数据结构图解

2.struct fs_struct详解

fs_struct主要描述文件的位置信息

struct fs_struct {    int users;    rwlock_t lock;    int umask;    int in_exec;    struct path root, pwd;  //分别描述了进程最常用到的两个目录的信息};

struct path {	struct vfsmount *mnt;	struct dentry *dentry;};

lock：用于表中字段的读/写自旋锁 umask：当打开文件设置文件权限时所使用的位掩码 root：根目录所安装的文件系统对象，根目录的目录项 pwd：当前工作目录安装的文件系统对象，当前工作目录的目录项

3.struct files_struct

/* * Open file table structure */struct files_struct {  /*   * read mostly part   */    atomic_t count;             //共享该表的进程数    struct fdtable *fdt;    struct fdtable fdtab;  /*   * written part on a separate cache line in SMP   */    spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;   /* 用于表中字段的读/写自旋锁 */    int next_fd;    struct embedded_fd_set close_on_exec_init;   /* 执行exec() 时需要关闭的文件描述符的集合 */       struct embedded_fd_set open_fds_init;    struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];   /* 文件对象指针的初始化数组 */};

struct fdtable {	unsigned int max_fds;	struct file ** fd;      /* current fd array */	fd_set *close_on_exec;	fd_set *open_fds;	struct rcu_head rcu;	struct fdtable *next;};

fd字段指向文件对象指针数组。该数组的长度存放在max_fds中。通常，fd字段指向files_struct的fd_array字段，该字段包含32个文件对象指针。如果进程打开的文件数目多于32个，内核就分配一个新的、更大的文件指针数组，并将其地址放在fd中，内核也同时更新max_fds字段的值。

对于在fd数组中有元素的每个文件来说，数组的索引就是文件描述符。Unix进程将文件描述符作为主文件标识符。两个文件描述符可以指向同一个打开的文件。 通常， 数组的第一个元素（ 索引为 0） 是进程的标准输入文件， 数组的第二个元素（ 索引为 1） 是进程的标准输出文件， 数组的第三个元素（ 索引为 2） 是进程的标准错误文件（ 参见图 8.3）。 请注意， 借助于 dup( )、 dup2( )和 fcntl( ) 系统调用， 两个文件描述符就可以指向同一个打开的文件， 也就是说， 数组的两个元素可能指向同一个文件对象。

4.struct file

struct file {    /*     * fu_list becomes invalid after file_free is called and queued via     * fu_rcuhead for RCU freeing     */    union {        struct list_head    fu_list;         /*所有打开的文件结构形成一个链表*/        struct rcu_head     fu_rcuhead;    } f_u;    struct path        f_path;             /*指向相关目录项和安装的文件系统对象*/#define f_dentry    f_path.dentry#define f_vfsmnt    f_path.mnt    const struct file_operations    *f_op;       /*指向文件操作表*/    spinlock_t        f_lock;  /* f_ep_links, f_flags, no IRQ */    atomic_long_t        f_count;       /*使用该结构的进程数*/    unsigned int         f_flags;    fmode_t            f_mode;    /*文件打开模式*/    loff_t            f_pos;      /*文件位置*/    struct fown_struct    f_owner;    const struct cred    *f_cred;    struct file_ra_state    f_ra;    u64            f_version;#ifdef CONFIG_SECURITY    void            *f_security;#endif    /* needed for tty driver, and maybe others */    void            *private_data;#ifdef CONFIG_EPOLL    /* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */    struct list_head    f_ep_links;#endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */    struct address_space    *f_mapping;#ifdef CONFIG_DEBUG_WRITECOUNT    unsigned long f_mnt_write_state;#endif};