虚拟文件系统中的数据结构(fs_struct、files_struct) http://xd03071149.blog.163.com/blog/static/1235063632012912114

虚拟文件系统中的数据结构(fs_struct、files_struct)  

2012-10-12 20:13:21|  分类： 默认分类|举报|字号 订阅

    

下载LOFTER客户端

1、与进程相关的文件

首先，文件必须由进程打开，每个进程都有它自己当前的工作目录和它自己的根目录。task_struct的fs字段指向进程的fs_struct结构，files字段指向进程的files_struct结构。

 

struct fs_struct {
 atomic_t count;
 rwlock_t lock;
 int umask;
 struct dentry * root, * pwd, * altroot;
 struct vfsmount * rootmnt, * pwdmnt, * altrootmnt;
};

 

其中：
count：共享这个表的进程个数
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：根目录的目录项
pwd：当前工作目录的目录项
altroot：模拟根目录的目录项（在80x86结构上始终为NULL）
rootmnt：根目录所安装的文件系统对象
pwdmnt：当前工作目录所安装的文件系统对象
altrootmnt：模拟根目录所安装的文件系统对象（在80x86结构上始终为NULL）

第二个表表示进程当前打开的文件，表的地址存放于进程描述符task_struct的files字段。该表的类型为files_struct结构：

struct files_struct {
 atomic_t count;
 struct fdtable *fdt;
 struct fdtable fdtab;

 spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
 int next_fd;
 struct embedded_fd_set close_on_exec_init;
 struct embedded_fd_set open_fds_init;
 struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
};
struct fdtable {
 unsigned int max_fds;
 int max_fdset;
 struct file ** fd;      /* current fd array */
 fd_set *close_on_exec;
 fd_set *open_fds;
 struct rcu_head rcu;
 struct files_struct *free_files;
 struct fdtable *next;
};
#define NR_OPEN_DEFAULT BITS_PER_LONG
#define BITS_PER_LONG 32  /* asm-i386 */

 

fdtable结构嵌入在files_struct中，并且由它的fdt指向。

fdtable结构的fd字段指向文件对象的指针数组。该数组的长度存放在max_fds字段中。通常，fd字段指向files_struct结构的fd_array字段，该字段包括32个文件对象指针。如果进程打开的文件数目多于32，内核就分配一个新的、更大的文件指针数组，并将其地址存放在fd字段中，内核同时也更新max_fds字段的值。

对于在fd数组中所有元素的每个文件来说，数组的索引就是文件描述符(file descriptor)。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。请注意，借助于dup()、dup2()和fcntl()系统调用，两个文件描述符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。当用户使用shell结构（如2>&1）将标准错误文件重定向到标准输出文件上时，用户也能看到这一点。

进程不能使用多于NR_OPEN（通常为1 048 576)个文件描述符。内核也在进程描述符的signal->rlim[RLIMIT_NOFILE]结构上强制动态限制文件描述符的最大数；这个值通常为1024，但是如果进程具有超级用户特权，就可以增大这个值。