linux1.2.13file结构体管理是怎样的
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操作系统为进程维护了打开的文件列表，每个进程维护了一个file数组字段（struct file * fd[NR_OPEN]）；每个元素指向一个file结构体。每个file结构体有一个字段指向inode结构体，inode管理这个文件的内容、权限等信息。这里分析的是file结构体的管理。
下面是file结构体的定义
struct file { mode_t f_mode; loff_t f_pos; unsigned short f_flags; unsigned short f_count; off_t f_reada; struct file *f_next, *f_prev; int f_owner; /* pid or -pgrp where SIGIO should be sent */ struct inode * f_inode; struct file_operations * f_op; unsigned long f_version; void *private_data; /* needed for tty driver, and maybe others */}; 下面是对file结构体的管理，当进程打开一个文件的时候，就可能需要从中申请一个file结构体。
/** linux/fs/file_table.c** Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds*/#include#include#includestruct file * first_file;int nr_files = 0;// 双向循环链表，first_file指向头指针，头插法插入一个节点static void insert_file_free(struct file *file){file->f_next = first_file;file->f_prev = first_file->f_prev;file->f_next->f_prev = file;file->f_prev->f_next = file;first_file = file;}// 删除一个节点static void remove_file_free(struct file *file){// 如果要删除的节点是第一个节点，则更新头指针，指向下一个节点if (first_file == file)first_file = first_file->f_next;// 如果被删除的节点后面还有节点，则需要更新下一个节点的prev指针，指向当前节点的上一个节点if (file->f_next)file->f_next->f_prev = file->f_prev;// 同理，更新上一个节点的next指针，指向被删除节点的下一个节点if (file->f_prev)file->f_prev->f_next = file->f_next;// 置空file->f_next = file->f_prev = NULL;}// file插入链表，成为最后一个节点static void put_last_free(struct file *file){// 保证file脱离了原来的链表remove_file_free(file);// 插入链表，但是不更新头指针first_file，所以file成为最后一个节点file->f_prev = first_file->f_prev;file->f_prev->f_next = file;file->f_next = first_file;file->f_next->f_prev = file;}void grow_files(void){struct file * file;int i;// 申请一页内存file = (struct file *) get_free_page(GFP_KERNEL);if (!file)return;// i=PAGE_SIZE/sizeof(struct file),即一页可以存多少个节点，更新最大节点数nr_files+=i= PAGE_SIZE/sizeof(struct file);/*当前是初始化的时候，先初始化一个节点，需要初始化的节点数减一,执行insert_file_free前需要保证first_file非空，见insert_file_free中的first_file*/if (!first_file)file->f_next = file->f_prev = first_file = file++, i--;// 形成一个链表for (; i ; i--)insert_file_free(file++);}// file链表初始化unsigned long file_table_init(unsigned long start, unsigned long end){first_file = NULL;return start;}// 获取一个可以的file结构体struct file * get_empty_filp(void){int i;struct file * f;if (!first_file)grow_files();repeat:// nr_files是链表的总节点数for (f = first_file, i=0; i < nr_files; i++, f = f->f_next)// 找到空闲的节点if (!f->f_count) {// 脱离链表remove_file_free(f);// 清空内存memset(f,0,sizeof(*f));// 插入链表末尾put_last_free(f);// 标记已使用f->f_count = 1;f->f_version = ++event;return f;}// 没有找到空闲节点，扩容，再找if (nr_files < NR_FILE) {grow_files();goto repeat;}return NULL;}
从图中我们可以看出，系统维护了一个双向循环的链表，保存了一系列已使用和未使用的file结构体。first_file指针执行第一个空闲的节点，进程申请file结构体的时候就把该节点放到链表结尾。first_file指针指向下一个空闲节点。如果没有空闲节点了，就会自动扩容。
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