当许多进程打开同一个特殊文件时会发生什么？

Question

当许多进程打开同一个特殊文件时会发生什么？

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例如，我有两个进程A和B尝试打开一个特殊文件（/dev/example）。驱动程序有一个open 方法来初始化一个结构体（struct C）并将其传递给 filp->private_data。当后来的进程B打开相同的特殊文件时，如果我理解正确，会有两个struct file的实例（即指向同一struct file的两个filp指针）。open方法是否会再次初始化struct C并将其传递给filp->private_data，那么进程A初始化的struct C会发生什么？

- mark4rd

你正在使用哪个函数来打开它？ - Patrick Collins

使用 open() 函数，不同的函数会有不同的结果吗？ - mark4rd

我不这么认为，似乎open是一个系统调用的包装器，我主要想知道要查找哪些文档。 - Patrick Collins

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我想这取决于驱动程序的实际实现方式。在某些情况下，初始化单个结构并将其返回给每个调用 open() 的调用方可能是有意义的。而在其他情况下，为每个用户生成唯一的结构可能更合适。在没有更多有关驱动程序（可能包括代码）的信息的情况下，无法确定哪种适合本例。 - twalberg

谢谢回复。据我所知，没有人将任何结构返回给任何调用者。每个文件都有一个特定的结构文件来表示它，并且它被传递给在文件上操作的任何函数。这个问题是一般性的，不涉及任何特定的驱动程序。 - mark4rd

如果在fopen()中使用O_APPEND，我相信两个进程可以同时写入文件... - shkschneider

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- chrk · Accepted Answer

当进程B打开同一个特殊文件时会发生什么？如果我理解正确的话，我们将有两个struct file实例（指向同一个struct file的两个filp指针）。

这是错误的。每个open(2)都与一个struct file匹配。引用自LDD3/Chapter3：

文件结构表示已打开的文件。（它不特定于设备驱动程序；系统中的每个打开文件在内核空间中都有一个关联的struct file。）它由内核在打开时创建，并传递给任何操作该文件的函数，直到最后关闭。在关闭文件的所有实例之后，内核将释放数据结构。

要使两个进程共享相同的struct file，它们必须通过相同的open(2)系统调用获取各自的文件描述符。这意味着它们可以是父子关系（父进程发出open(2)，然后通过fork(2)将子进程继承自父进程的返回文件描述符），或者它们可以是访问相同文件描述符的pthread。

在您的情况下，假设进程A和B没有父子关系，则它们分别发出单独的open(2)系统调用。因此，它们分别与不同的struct file相关联。结果，每个进程都应该分配、初始化并存储一个不同的struct C（在其filp->private_data中）。

它们总是共享的（可能会让您感到困惑）是指向特殊文件的struct inode。

编辑: 如@twalberg在评论中所述，这确实高度依赖于驱动程序。一般来说，filp->private_data是Linux内核驱动程序API的一部分，以允许每个open（2）有单独的状态。但是，根据驱动程序的不同，有时将多个不同的struct file关联到相同的存储状态中可能是明智的选择。