1 VFS對象

在說fd、inode和file關系之前，我們先了解VFS的幾個概念。分別是進程描述符、超級塊對象、索引節點和文件對象。

1.1 超級塊對象

超級塊對象代表一個已安裝的文件系統，由super_block結構體表示，定義在文件linux/fs中。

1.2 索引節點對象

索引節點對象代表一個具體文件，由struct inode結構體表示，定義在linux/fs.h中。

1.3 文件對象

文件對象表示一個進程已經打開的文件。由struct file結構體表示，定義在linux/fs.h中。

struct file {...struct inode		*f_inode;	/* cached value */const struct file_operations	*f_op;...
};

f_inode指向一個具體文件。

1.4 進程描述符

進程描述符來代表一個進程，由結構體struct task_struct表示，該結構定義在include/linux/sched.h文件中。

struct task_struct {.../* open file information */struct files_struct *files;...
};

我們要注意files域，該域指向一個進程打開的所有文件。

1.5 files_struct

files_struct表示一個進程打開的所有文件，files_struct結構體定義在文件linux/fdtable.h中。該結構體由進程描述符中的files域指向。所有與每個進程打開的文件及文件描述符都包含在其中，其結構體描述如下：

struct files_struct {/** read mostly part*/atomic_t count;bool resize_in_progress;wait_queue_head_t resize_wait;struct fdtable __rcu *fdt;struct fdtable fdtab;/** written part on a separate cache line in SMP*/spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;unsigned int next_fd;unsigned long close_on_exec_init[1];unsigned long open_fds_init[1];unsigned long full_fds_bits_init[1];struct file __rcu * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
};

struct fdtable結構體如下：

struct fdtable {unsigned int max_fds;struct file __rcu **fd;      /* current fd array */unsigned long *close_on_exec;unsigned long *open_fds;unsigned long *full_fds_bits;struct rcu_head rcu;
};

fd域指向的就是進程打開的文件，它實際是個數組，fd數組指針指向已打開的文件對象鏈表，默認情況下，指向fd_array數組，NR_OPEN_DEFAULT是個定值，當一個進程打開的文件對象超過NR_OPEN_DEFAULT時，內核將分配一個新數組，并且用fd指針指向它。

文件描述符fd就是索引值，在fd數組中找到文件對象。

2 如何根據文件描述符fd找到文件？

我們用write的系統調用來分析如何找到文件的，
首先會文件文件描述符fd獲取結構體類型struct fd

struct fd f = fdget_pos(fd);struct fd {struct file *file;unsigned int flags;
};

fdget_pos函數中會調用很多很函數，它會先用當前進程current找到files域，然后在files中找到struct fdtable類型指針fdt，在fdt里面找到指向文件對象的fd數組，fd數組根據文件描述符fd（索引）找到進程打開的文件對象，最后返回。

fdget_pos返回的是一個struct fd結構體，這個結構體里面就是我們找到的文件對象，后面就可以根據這個文件對象找到文件的索引節點。

注意：文件對象代表的是進程打開的文件，索引節點代表的是真正的文件，可能有多個不同進程的文件對象指向同一個索引節點