我們如何通過文件描述符與 Linux 文件系統交互？

文件描述符代表一個打開的文件。它是操作系統分配給每個文件的唯一編號。它是處理文件的一個抽象概念。我們需要使用文件描述符來讀取或寫入程序中的文件。每個進程都維護自己的文件描述符表。

下圖顯示了 Linux 文件系統的分層架構。讓我們以進程 1234 為例。

1.用戶空間

當我們在進程 1234 中打開一個名為 “fileA.txt ”的文件時，會得到文件描述符 fd1，它等于 3。然后，我們可以將文件描述符傳遞給其他函數，向文件寫入數據。

2.內核空間

在 Linux 內核中，有一個進程表來維護進程的數據。每個進程在表中都有一個條目。每個進程都維護一個以文件描述符為索引的文件描述符表。請注意，每個文件描述符表中都保留了文件描述符 0、1 和 2，分別代表 stdin、stdout 和 stderr。

文件指針指向打開文件表中的一個條目，該表包含所有進程中打開文件的信息。多個文件描述符可以指向同一個文件表項。例如，文件描述符 0、1 和 2 指向同一個打開文件表項。

由于不同的打開文件表項可以代表同一個文件，因此多次存儲文件靜態信息是一種資源浪費。我們需要另一個名為 “vnode 表 ”的抽象層來存儲靜態數據。

在每個文件表條目中，都有一個 vnode 指針，它指向 vnode 表中的一個條目。靜態信息包括文件類型、函數指針、引用計數、inode 等。

3.文件系統

inode 數組元素存儲實際文件信息，包括權限模式、所有者、時間戳等。