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;

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