VFS文件系统结构分析（3）

VFS文件系统结构分析（3）

files, 空间
第三步：建立file descriptor
        file descriptor就是进程控制块task_struct中files中维护的fd_array。因为是数组，所以file descriptor实际上已经预先分配好空间了，这里这是需要把某个空闲的file descriptor与file object关联起来。这个file descriptor在数组中的索引号就是open文件时得到的文件fd。
        

        12 open与dup        同一个文件是可以open多次的，结构如下图所示。每次open都会建立一个新的file descriptor与file object。然后指向同一个文件的inode节点。下图中，假设open的文件与fd1指向的是同一个文件，则新创建的file object 2与fd1的file object 2会指向同一个inode2节点。
        

        Linux还提供了dup功能，用于复制file descriptor。使用dup不会建立新的非file object，所以新建立的file descriptor会与原filedescriptor同时指向同一个file object。下图中，我们通过dup(fd1)得到了fd2，则fd2与fd1指向了同一个file object2。
        

        两次open后由于会生成新的object，所以文件读写属性、文件读写位置（f_pos）等信息都是独立的。使用dup复制file descriptor后，由于没有独立的object，所以修改某个fd的属性或文件读写位置后，另一个fd也会随之变化。
        13 Fork对打开文件的影响        Dup的操作与fork一个子进程时的操作类似。
        下图是已有父进程的文件结构：
        

        使用fork后的结构如下。同样是没有创建新的file object，因此当对parent process中的fd1进行文件指针的移动时（如读写），child process中的fd1也会受影响。也即是说opened files list不是进程的一部分，因此不会被复制。Opened files list应该是一个全局性的资源链表，进程维护的是一个指针列表fd table，所以被复制的只是指针列表fd table，而不是opened files list。

        

        14 文件操作函数解析        通过上面的分析，可以对各个函数的作用域与使用方式有更清晰的了解。下面列出了常用的文件操作：
                                                                                                                                                                                                                                                               
                                函数名                                        作用对象                                        说明
                                creat                                        dentry, inode                                        创建文件时会创建新的dentry与inode
                                open                                        file object                                        如果文件不存在，且有O_CREAT参数，则会先调用creat
                                close                                        file object                                        删除file object，但不会删除文件。
                                state/lstate                                        inode                                        读取inode的内容。如果目标是symbolic link，stat会读取symbolic link指向的内容；lstat则会读取symbolic link文件本身。
                                chmod                                        file object                                        改变file object中的f_mode
                                chown/lchown                                        file object                                        改变file object中的f_uid与f_gid
                                truncate                                        inode                                        改变文件长度。
                                read                                        file object                                        读文件会改变file object中的f_pos
                                write                                        file object，inode                                        写文件改变file object中的f_pos的同时也会改变文件内容与更新修改时间。
                                dup                                        file object                                        建立一个新的file descriptor，指向同一个file object项
                                seek/lseek                                        file object                                        改变file object中的f_pos
                                link                                        dentry                                        创建新的dentry项，指向同一个inode节点。
                                unlink                                        dentry                                        删除一个dentry项。如果该dentry指向的inode节点没有被其他dentry项使用，则删除inode节点与磁盘文件。
                                rename                                        dentry                                        修改dentry相中的d_name
                                readlink                                        ———–                                        read无法读取symbolic link 文件的内容，需要使用readlink读取
                                symlink                                        dentry, inode                                        作用与creat类似，但创建的文件属性为symbolic link。
        注：磁盘文件与inode节点一一对应，所以在表中不再单独列出磁盘文件。

               仔细看看