Linux文件IO open、dup、fork内核原理分析

1.open一个文件

一个Linux进程启动后，会在内核空间创建一个PCB进程控制块，PCB是一个进程的私有财产。

这个PCB中有一个已打开文件描述符表，记录着所有该进程打开的文件描述符以及对应的file结构体地址。

默认情况下，启动一个Linux进程后，会打开三个文件，分别是标准输入、标准输出、标准错误分别使用了0、1 、2号文件描述符。

当该进程使用函数open打开一个新的文件时，一般会在内核空间申请一个file结构体，并且把3号文件描述符对应的file指针指向file结构体。

process table entry就是进程的文件描述符表，file table entry用来记录文件的读写打开模式，当前文件偏移量，以及v-node指针。v-node table entry是虚拟文件系统对应的文件节点，i-node是磁盘文件系统对应的文件节点。通过这两个节点就能找到最终的磁盘文件。每一个进程只有一个process table entry，一般情况下默认使用 fd 0、fd1、fd2，新打开的文件log.txt将使用fd 3。

 

2.两个进程同时open一个文件

两个进程同时open一个文件，这个时候的原理图如下：

因为现在是两个进程，所以process table entry进程控制块也是两个，每个进程控制块中各自维护一张文件描述符表，同时打开一个文件的时候，都各自申请了一个file table entry。由于打开的是同一个文件，所以file table entry都指向了同一个v-node。

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