struct file（file結構體）：
struct file結構體定義在include/linux/fs.h中定義。檔案結構體代表乙個開啟的檔案，系統中的每個開啟的檔案在核心空間都有乙個關聯的 struct file。
它由核心在開啟檔案時建立，並傳遞給在檔案上進行操作的任何函式。在檔案的所有例項都關閉後，核心釋放這個資料結構。在核心建立和驅動原始碼中，
struct file的指標通常被命名為file或filp。其有兩個非常重要的字段：檔案描述符和緩衝區。
檔案描述符fd：
fd只是乙個小整數，在open時產生。起到乙個索引的作用，程序通過pcb中的檔案描述符表找到該fd所指向的檔案指標filp。
檔案描述符的操作(如: open)返回的是乙個檔案描述符,核心會在每個程序空間中維護乙個檔案描述符表, 所有開啟的檔案都將通過此表中的檔案描述符來引用;
而流(如: fopen)返回的是乙個file結構指標, file結構是包含有檔案描述符的，file結構函式可以看作是對fd直接操作的系統呼叫的封裝, 它的優點是帶有i/o快取。
每個程序在pcb（process control block）即程序控制塊中都儲存著乙份檔案描述符表，檔案描述符就是這個表的索引，檔案描述表中每個表項都有乙個指向已開啟檔案的指標，現在我們明確一下：已開啟的檔案在核心中用file結構體表示，檔案描述符表中的指標指向file結構體。
緩衝區：
a）緩衝區機制
根據應用程式對檔案的訪問方式，即是否存在緩衝區，對檔案的訪問可以分為帶緩衝區的操作和非緩衝區的檔案操作：
a） 帶緩衝區檔案操作：高階標準檔案i/o操作，將會在使用者空間中自動為正在使用的檔案開闢記憶體緩衝區。
b） 非緩衝區檔案操作：低階檔案i/o操作，讀寫檔案時，不會開闢對檔案操作的緩衝區，直接通過系統呼叫對磁碟進行操作(讀、寫等)，當然用於可以在自己
的程式中為每個檔案設定緩衝區。
兩種檔案操作的解釋和比較：
1、非緩衝的檔案操作訪問方式，每次對檔案進行一次讀寫操作時，都需要使用讀寫系統呼叫來處理此操作，即需要執行一次系統呼叫，執行一次系統呼叫將涉
及到cpu狀態的切換，即從使用者空間切換到核心空間，實現程序上下文的切換，這將損耗一定的cpu時間，頻繁的磁碟訪問對程式的執行效率造成很大的影響。
2、ansi標準c庫函式 是建立在底層的系統呼叫之上，即c函式庫檔案訪問函式的實現中使用了低階檔案i/o系統呼叫，ansi標準c庫中的檔案處理函式為了減
少使用系統呼叫的次數，提高效率，採用緩衝機制，這樣，可以在磁碟檔案進行操作時，可以一次從檔案中讀出大量的資料到緩衝區中，以後對這部分的訪問就不需
要再使用系統呼叫了，即需要少量的cpu狀態切換，提高了效率。
b）緩衝型別
標準i/o提供了3種型別的緩衝區。
1、全緩衝區：這種緩衝方式要求填滿整個緩衝區後才進行i/o系統呼叫操作。對於磁碟檔案的操作通常使用全緩衝的方式訪問。第一次執行i/o操作時，ansi標
準的檔案管理函式通過呼叫malloc函式獲得需要使用的緩衝區，預設大小為8192。
2、行緩衝區：在行緩衝情況下，當在輸入和輸出中遇到換行符時，標準i/o庫函式將會執行系統呼叫操作。當所操作的流涉及乙個終端時（例如標準輸入和標準
輸出），使用行緩衝方式。因為標準i/o庫每行的緩衝區長度是固定的，所以只要填滿了緩衝區，即使還沒有遇到換行符，也會執行i/o系統呼叫操作，預設行緩衝區
的大小為1024。
3、無緩衝區：
無緩衝區是指標準i/o庫不對字元進行快取，直接呼叫系統呼叫。標準出錯流stderr通常是不帶緩衝區的，這使得出錯資訊能夠盡快地顯示出來。
注：1、標準輸入和標準輸出裝置：當且僅當不涉及互動作用裝置時，標準輸入流和標準輸出流才是全緩衝的。
2、標準錯誤輸出裝置：標準出錯絕不會是全緩衝方式的。
3、對於任何乙個給定的流，可以呼叫setbuf()和setvbuf()函式更改其緩衝區型別。
下面我們通過如下程式來進一步了解緩衝區：
我們檢視輸出到螢幕和寫到檔案中的區別：
那麼為什麼輸出到螢幕只有5條輸出命令而輸出到檔案有7條輸出命令呢？
根據輸出結果我們可以看出printf和fwrite重複寫了兩次，沒有重複列印的是write.。
printf和fwrite都是庫函式:結合已有知識，我們了解到當使用庫函式命令時，列印訊息並沒有直接寫到輸出位置上，而是 先把資料寫到輸出緩衝區，在重新整理至輸
出位置。
1、當輸出目標位置為輸出到顯示器時，則重新整理方式是行重新整理；
2、當輸出目標位置為輸出到檔案中時，重新整理方式由行緩衝變為全緩衝，全緩衝是指當把緩衝區寫滿後才能重新整理。（或者強制重新整理）
**中printf和fwrite第一次列印,在fork操作之前，第二次在fork操作之後，原因是因為在fork操作前，printf和fwrite的輸出命令將資料先寫到緩衝區中，此時
只執行了這兩條命令，由於是全緩衝的重新整理方式，所以這兩條命令並不足以將快取寫滿，所以資料暫存在緩衝區中；然後進行fork建立子程序，由於fork建立出的父子
程序**共享，而資料不共享，各自私有乙份，緩衝區中的資料都屬於資料，因為父程序的殘留資料還在緩衝區中，所以fork完畢後，父子程序將快取中的資料各自存
乙份有父程序殘留資料的資料，所以當父子程序各自重新整理時，父子程序會各自執行一次printf和fwrite的輸出命令，所以命令就從原來的兩條變為四條。
1.mode_t f_mode;
檔案模式確定檔案是可讀的或者是可寫的(或者都是), 通過位 fmode_read 和fmode_write. 你可能想在你的 open 或者 ioctl 函式中檢查這個成員的讀寫許可, 但是不需要檢查讀寫許可, 因為核心在呼叫你的方法之前檢查. 當檔案還沒有為那種訪問而開啟時讀或寫的企圖被拒絕, 驅動甚至不知道這個情況.
2.loff_t f_pos;
當前讀寫位置. loff_t 在所有平台都是 64 位( 在 gcc 術語裡是 long long ). 驅動可以讀這個值,如果它需要知道檔案中的當前位置, 但是正常地不應該改變它; 讀和寫應當使用它們作為最後引數而收到的指標來更新乙個位置, 代替直接作用於 filp->f_pos. 這個規則的乙個例外是在 llseek 方法中, 它的目的就是改變檔案位置.
3.unsigned int f_flags;
這些是檔案標誌, 例如 o_rdonly, o_nonblock, 和 o_sync. 驅動應當檢查o_nonblock 標誌來看是否是請求非阻塞操作; 其他標誌很少使用. 特別地, 應當檢查讀/寫許可, 使用 f_mode 而不是f_flags. 所有的標誌在標頭檔案
file結構體和inode結構體
3 索引節點物件由inode結構體表示，定義檔案在linux fs.h中。inode 譯成中文就是索引節點。每個儲存裝置或儲存裝置的分割槽 儲存裝置是硬碟 軟盤 u盤 被格式化為檔案系統後，應該有兩部份，一部份是inode，另一部份是block，block是用來儲存資料用的。而inode呢，就是用來...
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Linux fd與FILE結構體
學習檔案描述符fd和file結構體前，我們先了解一下系統i o 1 系統檔案i o 我們學習c語言的時候，通過fopen fclose fread fwrite 等 i o函式來操作檔案，同樣的，我們也可以採用系統介面open close write read等來進行檔案訪問。往檔案裡寫 inclu...