Kernel version：2.6.14

CPU architecture：ARM920T

Author：ce123(http://blog.csdn.net/ce123)

作为文件的使用者，进程理所当然的要将所使用的文件记录于自己的控制块中，也就是task_struct。另外，由于进程所对应的程序也是一个文件，因此进程控制块还必须记录这个文件的相关信息。由于OS要对所有进程提供服务，因此OS还要维护一个记录所有进程打开的文件的总表。

1.文件对象

当进程通过open系统调用打开一个文件时，该系统调用找到这个文件后，会把文件封装到一个file结构的实例中提供给进程，这个实例称为file对象。file结构的定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. structfile{
2. structlist_headf_list;//所有打开文件的链表
3. structdentry*f_dentry;//文件的dentry
4. structvfsmount*f_vfsmnt;//文件目录的VFS安装点指针
5. structfile_operations*f_op;//指向文件操作函数集的指针
6. atomic_tf_count;//记录访问本文件的进程数目的计数器
7. unsignedintf_flags;//访问类型
8. mode_tf_mode;//访问模式
9. loff_tf_pos;//文件当前的读写位置
10. structfown_structf_owner;
11. unsignedintf_uid,f_gid;//文件所有者ID和用户组ID
12. structfile_ra_statef_ra;
14. unsignedlongf_version;
15. void*f_security;
17. /*neededforttydriver,andmaybeothers*/
18. void*private_data;
20. #ifdefCONFIG_EPOLL
21. /*Usedbyfs/eventpoll.ctolinkallthehookstothisfile*/
22. structlist_headf_ep_links;
23. spinlock_tf_ep_lock;
24. #endif/*#ifdefCONFIG_EPOLL*/
25. structaddress_space*f_mapping;
26. structrcu_headf_rcuhead;
27. };

结构中的域f_uid为文件所有者的ID，f_gid为文件所有者所在组的ID。这样就使得一个文件可能面临三种用户的访问：

• 文件所有者；
• 同组用户；
• 其他用户。

内核在处理一个进程或用户访问一个文件的请求时，要根据进程的f_uid和f_gid以及访问模式来确定该进程是否具有访问这个文件的权限。对于一个用户来说，可以有读、写和执行三种文件权限，这三种权限和三种用户就共有9中组合，即文件的访问权限可以用9个bit来表示，并将其保存在文件的dentry中。

结构中的域f_pos记录了进程对文件读写位置的当前值，可以通过调用函数llseek进程移动。

结构中的f_op执向结构file_operations，该结构封装了对文件进行操作的函数，定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. structfile_operations{
2. structmodule*owner;
3. loff_t(*llseek)(structfile*,loff_t,int);
4. ssize_t(*read)(structfile*,char__user*,size_t,loff_t*);
5. ssize_t(*aio_read)(structkiocb*,char__user*,size_t,loff_t);
6. ssize_t(*write)(structfile*,constchar__user*,size_t,loff_t*);
7. ssize_t(*aio_write)(structkiocb*,constchar__user*,size_t,loff_t);
8. int(*readdir)(structfile*,void*,filldir_t);
9. unsignedint(*poll)(structfile*,structpoll_table_struct*);
10. int(*ioctl)(structinode*,structfile*,unsignedint,unsignedlong);
11. long(*unlocked_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong);
12. long(*compat_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong);
13. int(*mmap)(structfile*,structvm_area_struct*);
14. int(*open)(structinode*,structfile*);
15. int(*flush)(structfile*);
16. int(*release)(structinode*,structfile*);
17. int(*fsync)(structfile*,structdentry*,intdatasync);
18. int(*aio_fsync)(structkiocb*,intdatasync);
19. int(*fasync)(int,structfile*,int);
20. int(*lock)(structfile*,int,structfile_lock*);
21. ssize_t(*readv)(structfile*,conststructiovec*,unsignedlong,loff_t*);
22. ssize_t(*writev)(structfile*,conststructiovec*,unsignedlong,loff_t*);
23. ssize_t(*sendfile)(structfile*,loff_t*,size_t,read_actor_t,void*);
24. ssize_t(*sendpage)(structfile*,structpage*,int,size_t,loff_t*,int);
25. unsignedlong(*get_unmapped_area)(structfile*,unsignedlong,unsignedlong,unsignedlong,unsignedlong);
26. int(*check_flags)(int);
27. int(*dir_notify)(structfile*filp,unsignedlongarg);
28. int(*flock)(structfile*,int,structfile_lock*);
29. };

从上面的代码可以看到，结构中是一系列函数的指针，这里有我们比较熟悉的read、open、write和close等函数的指针。进程就是通过这些函数访问一个文件的，file_operations是linux虚拟文件系统VFS和进程之间的接口。

2.文件描述符

下面进一步介绍进程对自己所访问的file对象的管理方法。linux中使用一个数组来管理进程打开的文件的file对象，数组中的每个元素都存放一个纸箱进程