1.4 struct inode struct file 结构体

 inode 译成中文就是索引节点。每个存储设备或存储设备的分区（存储设备是硬盘、软盘、U盘 ... ... ）被格式化为文件系统后，应该有两部份，一部份是inode，另一部份是Block，Block是用来存储数据用的。而inode呢，就是用来存储这些数据的信息，这些信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等。inode为每个文件进行信息索引，所以就有了inode的数值。操作系统根据指令，能通过inode值最快的找到相对应的文件。 
      做个比喻，比如一本书，存储设备或分区就相当于这本书，Block相当于书中的每一页，inode 就相当于这本书前面的目录，一本书有很多的内容，如果想查找某部份的内容，我们可以先查目录，通过目录能最快的找到我们想要看的内容。
      当我们用ls 查看某个目录或文件时，如果加上-i 参数，就可以看到inode节点了；比如ls -li lsfile.sh ，最前面的数值就是inode信息

在《linux设备驱动程序》p59页，这样描述inode结构体：

内核用 inode 结构在内部表示文件，因此他和file结构不同，后者表示打开的我文件描述符。对单个问及那，可能会有很多表示打开的字符描述符的file结构，但它们都指向单个inode结构。

inode结构包含了大量有关文件的信息。作为常规，只有两个字段重要。

通过inode结构体获取主次设备号

unsigned int iminor(struct inode *inode);

unsigend int imajor(struct inode *inode);

src/include/linux/fs.h 2.6.35

725 struct inode {
 726        struct hlist_node       i_hash;
 727        struct list_head        i_list; /* backing dev IO list */
 728        struct list_head        i_sb_list;
 729        struct list_head        i_dentry;
 730        unsigned long           i_ino;
 731        atomic_t                i_count;
 732        unsigned int i_nlink;
 733        uid_t                   i_uid;
 734        gid_t                   i_gid;
 735 dev_t                   i_rdev; 对表示设备文件的inode结构，该字段包含了真正的设备编号
 736        unsigned int i_blkbits;
 737        u64                     i_version;
 738        loff_t                  i_size;
 739#ifdef __NEED_I_SIZE_ORDERED
 740        seqcount_t              i_size_seqcount;
 741#endif
 742        struct timespec         i_atime;
 743        struct timespec         i_mtime;
 744        struct timespec         i_ctime;
 745        blkcnt_t                i_blocks;
 746        unsigned short          i_bytes;
 747        umode_t                 i_mode;
 748        spinlock_t              i_lock; /* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */
 749        struct mutex            i_mutex;
 750        struct rw_semaphore     i_alloc_sem;
 751        const struct inode_operations   *i_op;
 752        const struct file_operations    *i_fop; /* former ->i_op->default_file_ops */
 753        struct super_block *i_sb;
 754        struct file_lock *i_flock;
 755        struct address_space *i_mapping;
 756        struct address_space    i_data;
 757#ifdef CONFIG_QUOTA
 758        struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];
 759#endif
 760        struct list_head        i_devices;
 761        union {
 762                struct pipe_inode_info  *i_pipe;
 763                struct block_device     *i_bdev;
 764 struct cdev             *i_cdev;表示字符设备的内核的内部结构。当inode指向一个字符设备文件时，该字段包含了指向struct cdev结构的指针。
 765        };
 766
 767        __u32                   i_generation;
 768
 769#ifdef CONFIG_FSNOTIFY
 770        __u32                   i_fsnotify_mask; /* all events this inode cares about */
 771        struct hlist_head       i_fsnotify_mark_entries; /* fsnotify mark entries */
 772#endif
 773
 774#ifdef CONFIG_INOTIFY
 775        struct list_head        inotify_watches; /* watches on this inode */
 776        struct mutex            inotify_mutex; /* protects the watches list */
 777#endif
 778
 779        unsigned long           i_state;
 780        unsigned long           dirtied_when; /* jiffies of first dirtying */
 781
 782        unsigned int i_flags;
 783
 784        atomic_t                i_writecount;
 785#ifdef CONFIG_SECURITY
 786        void *i_security;
 787#endif
 788#ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
 789        struct posix_acl *i_acl;
 790        struct posix_acl *i_default_acl;
 791#endif
 792        void                    *i_private; /* fs or device private pointer */
 793};

file结构  

src/include/linux/fs.h

 914struct file {
 915 /*
 916 * fu_list becomes invalid after file_free is called and queued via
 917 * fu_rcuhead for RCU freeing
 918 */
 919        union {
 920                struct list_head        fu_list;
 921                struct rcu_head         fu_rcuhead;
 922 } f_u;
 923        struct path             f_path;
 924#define f_dentry        f_path.dentry
 925#define f_vfsmnt        f_path.mnt
 926        const struct file_operations    *f_op;
 927        spinlock_t              f_lock; /* f_ep_links, f_flags, no IRQ */
 928        atomic_long_t           f_count;
 929        unsigned int f_flags; //文件标识 O_RDONLY 只读
 930 fmode_t                 f_mode;//文件权限值，00666 rwx
 931        loff_t                  f_pos; // 当前的读写位置
 932        struct fown_struct      f_owner;
 933 const struct cred *f_cred;
 934        struct file_ra_state    f_ra;
 935
 936        u64                     f_version;
 937#ifdef CONFIG_SECURITY
 938        void *f_security;
 939#endif
 940 /* needed for tty driver, and maybe others */
 941        void                    *private_data;
 942
 943#ifdef CONFIG_EPOLL
 944 /* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */
 945        struct list_head        f_ep_links;
 946#endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */
 947        struct address_space *f_mapping;
 948#ifdef CONFIG_DEBUG_WRITECOUNT
 949        unsigned long f_mnt_write_state;
 950#endif
 951};

在lld3 p57页描述

file结构代表一个打开的文件(它并不仅仅限定于设备驱动程序，系统中每个打开的文件在内核空间都有一个对应的file结构)。它由内核在open时创建，并传递给该文件上进行操作的所有函数，直到最后的close函数。

在内核源码中，这项struct file的指针通常被称为filp。

struct file_opearations *f_op;

对于主设备号为1多的 /dev/null、 /dev/zero等等。的open代码根据要打开的次设备号替换为filp->f_op中的操作。这种技巧允许相同主设备号下的设备实现多种操作行为，而不会增加系统调用的负担。

void *private_data:

open系统调用在调用驱动程序的open方法前将这个指针置为NULL。驱动程序可以讲这个字段用于任何目的或者忽虑这个字段。