Linux的file结构体和inode结构体怎么用

本篇内容介绍了“Linux的file结构体和inode结构体怎么用”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

1. file 结构体

file 结构体代表一个打开的文件，系统中每个打开的文件在内核空间都有一个关联的 struct file。

它由内核在打开文件时创建，并传递给在文件上进行操作的任何函数。在文件的所有实例都关闭后，内核释放这个数据结构。

注：在内核和驱动源代码中，struct file 的指针通常被命名为 file 或 filp（即 file pointer）。

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;/* 和文件关联的操作 */
        /*
         * 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;/* 文件标志，如O_RDONLY、O_NONBLOCK、O_SYNC */
        fmode_t                 f_mode;/* 文件读/写模式，FMODE_READ、FMODE_WRITE */
        struct mutex              f_pos_lock;
        loff_t                  f_pos;/* 当前读写位置 */
        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; /* 文件私有数据 */
        #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;
    }
    __randomize_layout
  __attribute__((aligned(4)));/* lest something weird decides that 2 is OK */
  
    struct file_handle {
      __u32 handle_bytes;
      int handle_type;
      /* file identifier */
      unsigned char f_handle[0];
    };

文件读/写模式 mode、标志 f_flags 都是设备驱动关心的内容，而私有数据指针 private_data 在设备驱动中被广泛应用，大多被指向设备驱动自定义以用于描述设备的结构体。

2. inode 结构体

VFS inode 包含文件访问权限、属主、组、大小、生成时间、访问时间、最后修改事件等信息。它是 Linux 管理文件系统的基本单位，也是文件系统连接任何子目录、文件的桥梁，inode 结构体的定义如下：

struct inode {
        umode_t                        i_mode;
	/* inode的权限 */
        unsigned short                i_opflags;
        kuid_t                        i_uid;
	/* inode拥有者的id */
        kgid_t                        i_gid;
	/* inode所属的群组id */
        unsigned int                i_flags;
#ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
        struct posix_acl        *i_acl;
        struct posix_acl        *i_default_acl;
#endif
        const struct inode_operations        *i_op;
        struct super_block        *i_sb;
        struct address_space        *i_mapping;
#ifdef CONFIG_SECURITY
        void                        *i_security;
#endif
        /* Stat data, not accessed from path walking */
        unsigned long                i_ino;
        /*
         * Filesystems may only read i_nlink directly.  They shall use the
         * following functions for modification:
         *
         *    (set|clear|inc|drop)_nlink
         *    inode_(inc|dec)_link_count
         */
        union {
                const unsigned int i_nlink;
                unsigned int __i_nlink;
        };
        dev_t                        i_rdev;
	/* 若是设备文件，此字段将记录设备的设备号 */
        loff_t                        i_size;
	/* inode所代表的文件大小 */
        struct timespec                i_atime;
	/* inode最近一次的存取时间 */
        struct timespec                i_mtime;
	/* inode最近一次的修改时间 */
        struct timespec                i_ctime;
	/* inode的产生时间 */
        spinlock_t                i_lock;
	/* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */
        unsigned short          i_bytes;
        unsigned int                i_blkbits;
        enum rw_hint                i_write_hint;
        blkcnt_t                i_blocks;
	/* inode所使用的block数，一个block为512字节 */
#ifdef __NEED_I_SIZE_ORDERED
        seqcount_t                i_size_seqcount;
#endif
        /* Misc */
        unsigned long                i_state;
        struct rw_semaphore        i_rwsem;
        unsigned long                dirtied_when;
	/* jiffies of first dirtying */
        unsigned long                dirtied_time_when;
        struct hlist_node        i_hash;
        struct list_head        i_io_list;
	/* backing dev IO list */
#ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
        struct bdi_writeback        *i_wb;
	/* the associated cgroup wb */
        /* foreign inode detection, see wbc_detach_inode() */
        int                        i_wb_frn_winner;
        u16                        i_wb_frn_avg_time;
        u16                        i_wb_frn_history;
#endif
        struct list_head        i_lru;
	/* inode LRU list */
        struct list_head        i_sb_list;
        struct list_head        i_wb_list; 
	/* backing dev writeback list */
        union {
                struct hlist_head        i_dentry;
                struct rcu_head                i_rcu;
        };
        u64                        i_version;
        atomic_t                i_count;
        atomic_t                i_dio_count;
        atomic_t                i_writecount;
#ifdef CONFIG_IMA
        atomic_t                i_readcount;
	/* struct files open RO */
#endif
        const struct file_operations        *i_fop;
	/* former ->i_op->default_file_ops */
        struct file_lock_context        *i_flctx;
        struct address_space        i_data;
        struct list_head        i_devices;
        union {
                struct pipe_inode_info        *i_pipe;
                struct block_device        *i_bdev;
		/* 若是块设备，为其对应的block_device结构体指针 */
                struct cdev                *i_cdev;
		/* 若是字符设备，为其对应的cdev结构体指针 */
                char                        *i_link;
                unsigned                i_dir_seq;
        };
        __u32                        i_generation;
#ifdef CONFIG_FSNOTIFY
        __u32                        i_fsnotify_mask;
	/* all events this inode cares about */
        struct fsnotify_mark_connector __rcu        *i_fsnotify_marks;
#endif
#if IS_ENABLED(CONFIG_FS_ENCRYPTION)
        struct fscrypt_info        *i_crypt_info;
#endif
        void                        *i_private;
	/* fs or device private pointer */

} __randomize_layout;

“Linux的file结构体和inode结构体怎么用”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！