1.1 struct file
struct file結構體定義在include/linux/fs.h中定義。文件結構體代表一個打開的文件，系統中的每個打開的文件在內核空間都有一個關聯的 struct file。它由內核在打開文件時創建，並傳遞給在文件上進行操作的任何函數。在文件的所有實例都關閉後，內核釋放這個數據結構。在內核創建和驅動源碼中，struct file的指針通常被命名為file或filp。如下所示：
struct file {
union {
struct list_head fu_list; 文件對象鏈表指針linux/include/linux/list.h
struct rcu_head fu_rcuhead; RCU(Read-Copy Update)是Linux 2.6內核中新的鎖機制
} f_u;
struct path f_path; 包含dentry和mnt兩個成員，用於確定文件路徑
#define f_dentry f_path.dentry f_path的成員之一，當前文件的dentry結構
#define f_vfsmnt f_path.mnt 表示當前文件所在文件系統的掛載根目錄
const struct file_operations *f_op; 與該文件相關聯的操作函數
atomic_t f_count; 文件的引用計數(有多少進程打開該文件)
unsigned int f_flags; 對應於open時指定的flag
mode_t f_mode; 讀寫模式：open的mod_t mode參數
off_t f_pos; 該文件在當前進程中的文件偏移量
struct fown_struct f_owner; 該結構的作用是通過信號進行I/O時間通知的數據。
unsigned int f_uid, f_gid; 文件所有者id，所有者組id
struct file_ra_state f_ra; 在linux/include/linux/fs.h中定義，文件預讀相關
unsigned long f_version;
#ifdef CONFIG_SECURITY
void *f_security;
#endif
/* needed for tty driver, and maybe others */
void *private_data;
#ifdef CONFIG_EPOLL
/* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */
struct list_head f_ep_links;
spinlock_t f_ep_lock;
#endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */
struct address_space *f_mapping;
};
1.2 struct dentry
dentry的中文名稱是目錄項，是Linux文件系統中某個索引節點(inode)的鏈接。這個索引節點可以是文件，也可以是目錄。 inode(可理解為ext2 inode)對應於物理磁盤上的具體對象，dentry是一個內存實體，其中的d_inode成員指向對應的inode。也就是說，一個inode可以在運行的時候鏈接多個dentry，而d_count記錄了這個鏈接的數量。
struct dentry {
atomic_t d_count; 目錄項對象使用計數器,可以有未使用態,使用態和負狀態
unsigned int d_flags; 目錄項標志
struct inode * d_inode; 與文件名關聯的索引節點
struct dentry * d_parent; 父目錄的目錄項對象
struct list_head d_hash; 散列表表項的指針
struct list_head d_lru; 未使用鏈表的指針
struct list_head d_child; 父目錄中目錄項對象的鏈表的指針
struct list_head d_subdirs; 對目錄而言，表示子目錄目錄項對象的鏈表
struct list_head d_alias; 相關索引節點(別名)的鏈表
int d_mounted; 對於安裝點而言，表示被安裝文件系統根項
struct qstr d_name; 文件名
unsigned long d_time; /* used by d_revalidate */
struct dentry_operations *d_op; 目錄項方法
struct super_block * d_sb; 文件的超級塊對象
vunsigned long d_vfs_flags;
void * d_fsdata; 與文件系統相關的數據
unsigned char d_iname [DNAME_INLINE_LEN]; 存放短文件名
};
1.3 struct files_struct
對於每個進程，包含一個files_struct結構，用來記錄文件描述符的使用情況，定義在include/linux/file.h中
struct files_struct
{
atomic_t count; 使用該表的進程數
struct fdtable *fdt;
struct fdtable fdtab;
spinlock_t file_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
int next_fd; 數值最小的最近關閉文件的文件描述符,下一個可用的文件描述符
struct embedded_fd_set close_on_exec_init; 執行exec時需要關閉的文件描述符初值集合
struct embedded_fd_set open_fds_init; 文件描述符的屏蔽字初值集合
struct file * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT]; 默認打開的fd隊列
};
struct fdtable {
unsigned int max_fds;
struct file ** fd; 指向打開的文件描述符列表的指針，開始的時候指向fd_array，
當超過max_fds時，重新分配地址
fd_set *close_on_exec; 執行exec需要關閉的文件描述符位圖(fork，exec即不被子進程繼承的文件
描述符)
fd_set *open_fds; 打開的文件描述符位圖
struct rcu_head rcu;
struct fdtable *next;
1.4 struct fs_struct
struct fs_struct {
atomic_t count; 計數器
rwlock_t lock; 讀寫鎖
int umask;
struct dentry * root, * pwd, * altroot;根目錄("/")，當前目錄以及替換根目錄
struct vfsmount * rootmnt, * pwdmnt, * altrootmnt;
};
1.5 struct inode
索引節點對象由inode結構體表示，定義文件在linux/fs.h中。
struct inode {
struct hlist_node i_hash; 哈希表
struct list_head i_list; 索引節點鏈表
struct list_head i_dentry; 目錄項鏈表
unsigned long i_ino; 節點號
atomic_t i_count; 引用記數
umode_t i_mode; 訪問權限控制
unsigned int i_nlink; 硬鏈接數
uid_t i_uid; 使用者id
gid_t i_gid; 使用者id組
kdev_t i_rdev; 實設備標識符
loff_t i_size; 以字節為單位的文件大小
struct timespec i_atime; 最後訪問時間
struct timespec i_mtime; 最後修改(modify)時間
struct timespec i_ctime; 最後改變(change)時間
unsigned int i_blkbits; 以位為單位的塊大小
unsigned long i_blksize; 以字節為單位的塊大小
unsigned long i_version; 版本號
unsigned long i_blocks; 文件的塊數
unsigned short i_bytes; 使用的字節數
spinlock_t i_lock; 自旋鎖
struct rw_semaphore i_alloc_sem; 索引節點信號量
struct inode_operations *i_op; 索引節點操作表
struct file_operations *i_fop; 默認的索引節點操作
struct super_block *i_sb; 相關的超級塊
struct file_lock *i_flock; 文件鎖鏈表
struct address_space *i_mapping; 相關的地址映射
struct address_space i_data; 設備地址映射
struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];節點的磁盤限額
struct list_head i_devices; 塊設備鏈表
struct pipe_inode_info *i_pipe; 管道信息
struct block_device *i_bdev; 塊設備驅動
unsigned long i_dnotify_mask;目錄通知掩碼
struct dnotify_struct *i_dnotify; 目錄通知
unsigned long i_state; 狀態標志
unsigned long dirtied_when;首次修改時間
unsigned int i_flags; 文件系統標志
unsigned char i_sock; 套接字
atomic_t i_writecount; 寫者記數
void *i_security; 安全模塊
__u32 i_generation; 索引節點版本號
union {
void *generic_ip;文件特殊信息
} u;
};
我們在進程中打開一個文件F，實際上就是要在內存中建立F的dentry,和inode結構，並讓它們與進程結構聯系來，把VFS中定義的接口給接起來。