Linux中存储打开文件数的数据结构

Question

我正在尝试了解 Linux 数据结构及其管理打开文件的方式。据我了解，每个task_struct 都指向files_struct，其中包含所有打开文件描述符的列表。每个这样的条目都是指向struct file 的指针。该结构具有操作任何特定文件所需的所有信息。

struct file 的成员f_count 是否表示同一文件的打开实例数？如果是这样，内核会为每个打开的文件实例创建一个file struct 吗？

示例：/users/soverflow/test.txt 如果进程 P1、P1 和 P3 打开同一个文件“/users/soverflow/test.txt”，内核是创建对应于 P1、P2 和 P3 的“三个”file struct 还是只创建一个file struct 和所有进程指向相同的结构？

如果所有进程都指向同一个结构，它们如何知道当前文件位置？

Answer 1

file 结构跟踪打开文件的单个实例。在您描述的场景中，每个进程都将获得自己的结构副本。结构的f_count 成员用于跟踪引用同一文件实例的多个文件描述符。而f_pos 用于跟踪每个实例的当前文件位置。

f_count 可以增加dup(2) 以及fork(2)。 dup 创建另一个唯一的文件描述符，它引用完全相同的打开文件实例。同样，当您的进程调用fork 时，父进程和子进程都引用了相同的文件实例。引用同一结构file 的多个文件描述符共享它跟踪的文件位置。

示例：
如果您的进程在同一个文件上调用open(2) 两次，它将获得两个文件描述符，每个文件描述符都引用结构file 的一个单独实例（每个f_count 设置为1）。但是如果它调用一次open，然后使用返回的文件描述符调用dup，它仍然会有两个文件描述符，但现在每个都引用同一个结构file，f_count 设置为2。