文件的三个表

内核用三个相关的数据结构来表示打开的文件：

  1.     描述符表(descriptor table)。每个进程都有它独立的描述附表，他的表项是由进程打开文件的文件描述符来索引的。
  2. 每个打开的描述符表项指向文件表中的一个表项。
  3.     文件表(file table)。打开文件的集合是有一张文件表来表示的，所有的进程共享这张表。
  4. 每个文件表的表项组成（针对我们的目的）包括当前文件位置、引用计数（reference count）（即当前指向该表项的描述表项数），以及一个指向v-node表中对应表项的指针。
  5. 关闭一个描述符会减少相应的文件表表项中的引用计数。内核不会删除这个文件表象，直到他的引用计数为零。
  6.     v-node表（v-node table）。同文件表一样，所有进程共享这张V-NODE表。每个表项包含stat结构中的大多数信息（包括st_mode和st_size成员）

多个描述符也可以通过不同的文件表项来引用同一个文件。

一个实验:

  1. #include <unistd.h>
  2. #include <sys/stat.h>
  3. #include <stdio.h>
  4. #include <fcntl.h>
  6. int main(){
  7.     int fd1,fd2;
  8.     char c;
  9.     fd1=open("flag.txt",O_RDONLY,0);
  10.     fd2=open("flag.txt",O_RDONLY,0);
  11.     read(fd1,&c,1);
  12.     read(fd2,&c,1);
  13.     printf("c=%c\n",c);
  14. }

这段程序是两个描述符引用同一个文件，fd1读取一个字的时候fd2文件位置并没有改变，因为每个描述符对于flag.txt都有他自己的文件位置，所以从fd2的读操作会读取flag.txt文件的第一个字节并输出
图片.png

另一个实验：

  1. #include <unistd.h>
  2. #include <sys/stat.h>
  3. #include <stdio.h>
  4. #include <sys/wait.h>
  5. #include <stdlib.h>
  6. #include <fcntl.h>
  8. int main(){
  9.     int fd1;
  10.     char c;
  11.     fd1=open("flag.txt",O_RDONLY,0);
  12.     if(fork()==0){
  13.         read(fd1,&c,1);
  14.         exit(0);
  15.     }
  16.     wait(NULL);
  17.     read(fd1,&c,1);
  18.     printf("c = %c\n",c);
  19. }

子进程会继承父进程的描述符表，以及所有进程共享的同一个打开文件表。因此，描述符fd在父子进程中都指向同一个打开文件表表项。当子进程读取文件的第一个字节时，文件位置加1.因此，父进程会读取第二个字节.
图片.png