代碼: struct file {?
　　struct file *f_next，**f_pprev;?
　　struct dentry *f_dentry;?
　　struct file_operations *f_op;?
　　mode_t f_mode;?
　　loff_t f_pos;?
　　unsigned int f_count，f_flags;?
　　unsigned long f_reada，f_ramax，f_raend，f_ralen，f_rawin;?
　　struct fown_struct f_owner;?
　　unsigned long f_version;?
　　void *private_data;?
　　}; ?
[cpp]?view plain?copy

struct?file?{??

????????/*?

?????????*?fu_list?becomes?invalid?after?file_free?is?called?and?queued?via?

?????????*?fu_rcuhead?for?RCU?freeing?

?????????*/??

????????union?{??

????????????????struct?list_head????????fu_list;??

????????????????struct?rcu_head?????????fu_rcuhead;??

????????}?f_u;??

????????struct?path?????????????f_path;??

#define?f_dentry????????f_path.dentry??

#define?f_vfsmnt????????f_path.mnt??

????????const?struct?file_operations????*f_op;??

????????atomic_t????????????????f_count;??

????????unsigned?int????????????f_flags;??

????????mode_t??????????????????f_mode;??

????????loff_t??????????????????f_pos;??

????????struct?fown_struct??????f_owner;??

????????unsigned?int????????????f_uid,?f_gid;??

????????struct?file_ra_state????f_ra;??

????????unsigned?long???????????f_version;??

#ifdef?CONFIG_SECURITY??

????????void????????????????????*f_security;??

#endif??

????????/*?needed?for?tty?driver,?and?maybe?others?*/??

????????void????????????????????*private_data;??

#ifdef?CONFIG_EPOLL??

????????/*?Used?by?fs/eventpoll.c?to?link?all?the?hooks?to?this?file?*/??

????????struct?list_head????????f_ep_links;??

????????spinlock_t??????????????f_ep_lock;??

#endif?/*?#ifdef?CONFIG_EPOLL?*/??

????????struct?address_space????*f_mapping;??

};??

文件結(jié)構(gòu)體代表一個(gè)打開的文件，系統(tǒng)中的每個(gè)打開的文件在內(nèi)核空間都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的struct file。它由內(nèi)核在打開文件時(shí)創(chuàng)建，并傳遞給在文件上進(jìn)行操作的任何函數(shù)。在文件的所有實(shí)例都關(guān)閉后，內(nèi)核釋放這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在內(nèi)核創(chuàng)建和驅(qū)動(dòng)源碼中，struct file的指針通常被命名為file或filp。一下是對(duì)結(jié)構(gòu)中的每個(gè)數(shù)據(jù)成員的解釋：
一、
union {
? ? struct list_head fu_list;
? ? struct rcu_head rcuhead;
}f_u;
其中的struct list_head定義在 linux/include/linux/list.h中，原型為：
struct list_head {
? ?? ???struct list_head *next, *prev;
};
用于通用文件對(duì)象鏈表的指針。
struct rcu_head定義在linux/include/linux/rcupdate.h中，其原型為：
[cpp]?view plain?copy

/**?

*?struct?rcu_head?-?callback?structure?for?use?with?RCU?

*?@next:?next?update?requests?in?a?list?

*?@func:?actual?update?function?to?call?after?the?grace?period.?

*/??

struct?rcu_head?{??

????????struct?rcu_head?*next;??

????????void?(*func)(struct?rcu_head?*head);??

};??

RCU(Read-Copy Update)是Linux 2.6內(nèi)核中新的鎖機(jī)制，具體在這里有介紹：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-rcu/
二、
struct path? ?? ?? ?? ? f_path;
被定義在linux/include/linux/namei.h中，其原型為：
struct path {
? ?? ???struct vfsmount *mnt;
? ?? ???struct dentry *dentry;
};
在早些版本的內(nèi)核中并沒有此結(jié)構(gòu)，而是直接將path的兩個(gè)數(shù)據(jù)成員作為struct file的數(shù)據(jù)成員，
struct vfsmount *mnt的作用是指出該文件的已安裝的文件系統(tǒng)，
struct dentry *dentry是與文件相關(guān)的目錄項(xiàng)對(duì)象。
三、
const struct file_operations? ? *f_op;
被定義在linux/include/linux/fs.h中，其中包含著與文件關(guān)聯(lián)的操作，如:
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
等。當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，內(nèi)核就創(chuàng)建一個(gè)與該文件相關(guān)聯(lián)的struct file結(jié)構(gòu)，其中的*f_op就指向的是
具體對(duì)該文件進(jìn)行操作的函數(shù)。例如用戶調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用read來讀取該文件的內(nèi)容時(shí)，那么系統(tǒng)調(diào)用read最終會(huì)陷入內(nèi)核調(diào)用sys_read函數(shù)，而sys_read最終會(huì)調(diào)用于該文件關(guān)聯(lián)的struct file結(jié)構(gòu)中的f_op->read函數(shù)對(duì)文件內(nèi)容進(jìn)行讀取。
四、
atomic_t? ?? ?? ?? ?? ? f_count;
atomic_t被定義為：
typedef struct { volatile int counter; } atomic_t;
volatile修飾字段告訴gcc不要對(duì)該類型的數(shù)據(jù)做優(yōu)化處理，對(duì)它的訪問都是對(duì)內(nèi)存的訪問，而不是對(duì)寄存器的訪問。?
本質(zhì)是int類型，之所以這樣寫是讓編譯器對(duì)基于該類型變量的操作進(jìn)行嚴(yán)格的類型檢查。此處f_count的作用是記錄對(duì)文件對(duì)象的引用計(jì)數(shù)，也即當(dāng)前有多少個(gè)進(jìn)程在使用該文件。
五、
unsigned int? ?? ?? ?? ?f_flags;
當(dāng)打開文件時(shí)指定的標(biāo)志，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)調(diào)用open的int flags參數(shù)。驅(qū)動(dòng)程序?yàn)榱酥С址亲枞筒僮餍枰獧z查這個(gè)標(biāo)志。
六、
mode_t? ?? ?? ?? ?? ?? ?f_mode;
對(duì)文件的讀寫模式，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)調(diào)用open的mod_t mode參數(shù)。如果驅(qū)動(dòng)程序需要這個(gè)值，可以直接讀取這個(gè)字段。
mod_t被定義為：
typedef unsigned int __kernel_mode_t;
typedef __kernel_mode_t? ?? ?? ?mode_t;
七、
loff_t? ?? ?? ?? ?? ?? ?f_pos;
當(dāng)前的文件指針位置，即文件的讀寫位置。
loff_t被定義為：
typedef long long? ?? ? __kernel_loff_t;
typedef __kernel_loff_t? ?? ?? ?loff_t;
八、

?

[cpp]?view plain?copy

struct?fown_struct??????f_owner;??

struct?fown_struct在linux/include/linux/fs.h被定義，原型為:??

struct?fown_struct?{??

????????rwlock_t?lock;??????????/*?protects?pid,?uid,?euid?fields?*/??

????????struct?pid?*pid;????????/*?pid?or?-pgrp?where?SIGIO?should?be?sent?*/??

????????enum?pid_type?pid_type;?/*?Kind?of?process?group?SIGIO?should?be?sent?to?*/??

????????uid_t?uid,?euid;????????/*?uid/euid?of?process?setting?the?owner?*/??

????????int?signum;?????????????/*?posix.1b?rt?signal?to?be?delivered?on?IO?*/??

};??

該結(jié)構(gòu)的作用是通過信號(hào)進(jìn)行I/O時(shí)間通知的數(shù)據(jù)。
九、
unsigned int? ?? ?? ?? ?f_uid, f_gid;
標(biāo)識(shí)文件的所有者id，所有者所在組的id.
十、
struct file_ra_state? ? f_ra;
struct file_ra_state結(jié)構(gòu)被定義在/linux/include/linux/fs.h中，原型為：

[cpp]?view plain?copy

struct?file_ra_state?{??

????????pgoff_t?start;??????????????????/*?where?readahead?started?*/??

????????unsigned?long?size;?????????????/*?#?of?readahead?pages?*/??

????????unsigned?long?async_size;???????/*?do?asynchronous?readahead?when?

???????????????????????????????????????????there?are?only?#?of?pages?ahead?*/??

?????????????????????????????????????????????

????????unsigned?long?ra_pages;?????????/*?Maximum?readahead?window?*/??

????????unsigned?long?mmap_hit;?????????/*?Cache?hit?stat?for?mmap?accesses?*/??

????????unsigned?long?mmap_miss;????????/*?Cache?miss?stat?for?mmap?accesses?*/??

????????unsigned?long?prev_index;???????/*?Cache?last?read()?position?*/??

????????unsigned?int?prev_offset;???????/*?Offset?where?last?read()?ended?in?a?page?*/??

};??

文件預(yù)讀狀態(tài)，文件預(yù)讀算法使用的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)打開一個(gè)文件時(shí)，f_ra中出了perv_page(默認(rèn)為－1)和ra_apges(對(duì)該文件允許的最大預(yù)讀量)這兩個(gè)字段外，其他的所有西端都置為0。
十一、
unsigned long? ?? ?? ???f_version;
記錄文件的版本號(hào)，每次使用后都自動(dòng)遞增。
十二、
#ifdef CONFIG_SECURITY
? ?? ???void? ?? ?? ?? ?? ?? ???*f_security;
#endif
此處我的理解是如果在編譯內(nèi)核時(shí)配置了安全措施，那么struct file結(jié)構(gòu)中就會(huì)有void *f_security數(shù)據(jù)項(xiàng)，用來描述安全措施或者是記錄與安全有關(guān)的信息。
十三、
void *private_data;
系統(tǒng)在調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的open方法前將這個(gè)指針置為NULL。驅(qū)動(dòng)程序可以將這個(gè)字段用于任意目的，也可以忽略這個(gè)字段。驅(qū)動(dòng)程序可以用這個(gè)字段指向已分配的數(shù)據(jù)，但是一定要在內(nèi)核釋放file結(jié)構(gòu)前的release方法中清除它。
十四、
#ifdef CONFIG_EPOLL
? ?? ???/* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */
? ?? ???struct list_head? ?? ???f_ep_links;
? ?? ???spinlock_t? ?? ?? ?? ???f_ep_lock;
#endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */
被用在fs/eventpoll.c來鏈接所有鉤到這個(gè)文件上。其中f_ep_links是文件的事件輪詢等待者鏈表的頭，f_ep_lock是保護(hù)f_ep_links鏈表的自旋鎖。
十五、struct address_space? ? *f_mapping;
struct address_space被定義在/linux/include/linux/fs.h中，此處是指向文件地址空間的指針。
??在驅(qū)動(dòng)開發(fā)中，文件讀/寫模式mode、標(biāo)志f_flags都是設(shè)備驅(qū)動(dòng)關(guān)心的內(nèi)容，而私有數(shù)據(jù)指針private_data在折本驅(qū)動(dòng)中被廣泛使用，大多被指向設(shè)備驅(qū)動(dòng)自定義用于描述設(shè)備的結(jié)構(gòu)體。?
驅(qū)動(dòng)程序中常用如下類似的代碼來檢測(cè)用戶打開文件的讀寫方式：
if (file->f_mode & FMODE_WRITE) //用戶要求可寫
??{
??}
??if (file->f_mode & FMODE_READ) //用戶要求可讀
??{
??}
下面的代碼可用于判斷以阻塞還是非阻塞方式打開設(shè)備文件：
??if (file->f_flags & O_NONBLOCK) //非阻塞
? ?? ?pr_debug("open:non-blocking/n");
??else //阻塞
? ?? ?pr_debug("open:blocking/n");
參考：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux--文件结构体struct file的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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