Linux文件系统学习摘要--4

声明：

本文只作为参考，我也是初学者，请辩证的看待文章内容，欢迎各位在评论区更正. 补充经典博文链接。

 

本文主要记录多进程和文件系统相关的内容

struct task_struct{

…………

    /* Filesystem information: */
    struct fs_struct        *fs;

    /* Open file information: */
    struct files_struct        *files;
…………

}

struct fs_struct {
    int users;
    spinlock_t lock;
    seqcount_t seq;
    int umask;
    int in_exec;
    struct path root, pwd;
} __randomize_layout;

/*
 * Open file table structure
 */
struct files_struct {
  /*
   * read mostly part
   */
    atomic_t count;
    bool resize_in_progress;
    wait_queue_head_t resize_wait;

    struct fdtable __rcu *fdt;
    struct fdtable fdtab;
  /*
   * written part on a separate cache line in SMP
   */
    spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
    unsigned int next_fd;
    unsigned long close_on_exec_init[1];
    unsigned long open_fds_init[1];
    unsigned long full_fds_bits_init[1];
    struct file __rcu * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
};
主要是files_struct 这个结构，其中最后一个fd_array[NR_OPEN_DEFAULT] 就是根据fd找到file的指针，指向的是一个对于全部进程共享的file_table,file是一个对所有进程共享的结构，但是每个进程的fd其实都会有一个file结构，为什么这样设计？后面说。

file结构如下：

struct file {
    union {
        struct llist_node    fu_llist;
        struct rcu_head     fu_rcuhead;
    } f_u;
    struct path        f_path;
    struct inode        *f_inode;    /* cached value */
    const struct file_operations    *f_op;

    /*
     * Protects f_ep_links, f_flags.
     * Must not be taken from IRQ context.
     */
    spinlock_t        f_lock;
    enum rw_hint        f_write_hint;
    atomic_long_t        f_count;
    unsigned int         f_flags;
    fmode_t            f_mode;
    struct mutex        f_pos_lock;
    loff_t            f_pos;
    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;
    struct list_head    f_tfile_llink;
#endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */
    struct address_space    *f_mapping;
    errseq_t        f_wb_err;
}

file结构里面有个f_inode指针，指向真正的文件inode，当然前提是已经获取到了真正的inode，

每个file里面都有f_pos，通过这个来保存进程里面的fd读写文件的position，为什么要把这个结构放在全局的结构里面？那我们分析下什么不？为什么不放到全局结构里面，那么就是只能每个进程独享，也就是放到进程结构里面，那么每个fd都要保存一个，跟放到全局里面其实耗的空间是一样的，但是如果调用了fork呢？fork了子进程也要拷贝一份，这样空间就是2倍了，如果保存在全局里面，那么子进程还是指向全局file指针即可，也就是说放在全局可以节省空间，也能起到应有的作用了。file结构里面还有一个f_path，f_path里面有dentry，dentry里面包含了所有已经读取了的inode信息，在没有查到的情况下是通过dentry的operation函数获取？dentry有d_inode，就是inode了。

参考链接：https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8447317.html