在 Linux 系统中，文件描述符表是每个进程用于管理文件描述符（File Descriptors，简称 FD）的一种数据结构。每个进程都有一个独立的文件描述符表，用于记录该进程打开的文件或输入输出资源（如管道、套接字、设备等）以及与之相关的信息。通过文件描述符，进程可以执行各种 I/O 操作，如读取、写入文件，或通过套接字进行网络通信。
文件描述符表是一个内存中的数据结构，其中每个条目（通常是一个结构体）表示一个打开的文件或 I/O 流。每个文件描述符都是文件描述符表中的一个索引，用于访问对应的文件或资源。
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struct file）和文件操作结构体（struct file_operations）。在 Linux 系统中，进程的文件描述符表通常包含以下几个部分：
索引为0、1、2的标准文件描述符：
这三个文件描述符在进程启动时由操作系统自动打开，并且是预设的。
文件描述符表的动态部分：如果进程打开更多的文件或设备，操作系统会为每个打开的资源分配一个文件描述符，并将它们记录在文件描述符表中。每个文件描述符指向内核中相应的文件描述符结构。
在内核中，文件描述符表记录着进程打开的文件、设备、管道等资源的指针。在 Linux 中，file 结构体是用来表示一个文件描述符的核心结构体。每个文件描述符在内核中都有一个对应的 struct file 结构体。该结构体包含了文件的状态、读写操作以及其他元数据。
// struct file
struct file {
struct file_operations *f_op; // 文件操作函数指针
unsigned int f_flags; // 文件的标志位（如只读、读写等）
off_t f_offset; // 当前文件读写位置（文件指针）
struct inode *f_inode; // 指向文件的 inode
void *private_data; // 特定于文件的私有数据（如套接字文件的私有数据）
};
f_op：指向 file_operations 结构体的指针，定义了该文件的操作函数，如读写操作。f_flags：表示文件的标志，指示文件是以只读模式、只写模式，还是读写模式打开的。f_offset：表示文件的当前读写位置（文件指针），用于文件的随机访问。f_inode：指向文件的 inode（索引节点），包含文件的元数据（如权限、大小、时间戳等）。private_data：特定于文件的私有数据，用于存储文件类型的特定数据，如网络套接字相关的数据。操作系统通过系统调用对文件描述符表进行管理，以下是几个常见的文件描述符操作：
open 系统调用）当一个进程调用 open() 打开文件时，操作系统会在文件描述符表中分配一个空闲的文件描述符，并在内核中创建一个 struct file 对象。这个对象包含了文件的操作信息和当前状态。
int fd = open("file.txt", O_RDWR); // 打开文件并返回文件描述符
-1。fd 映射到 struct file 结构体，并记录在进程的文件描述符表中。read / write 系统调用）一旦文件描述符被分配并指向一个文件，进程可以使用 read() 和 write() 函数来进行文件的读写操作。
char buffer[128];
read(fd, buffer, sizeof(buffer)); // 从文件描述符 fd 读取数据
write(fd, buffer, sizeof(buffer)); // 将数据写入到文件描述符 fd 指向的文件
struct file，然后调用相应的文件操作函数来执行读取操作。struct file，然后调用文件操作函数来执行写入操作。close 系统调用）当文件不再需要时，进程可以通过 close() 系统调用关闭文件描述符，操作系统会释放文件描述符所占用的资源，并将该文件描述符从文件描述符表中移除。
close(fd); // 关闭文件描述符 fd
close() 后，操作系统会更新进程的文件描述符表，释放对应的文件描述符，并减少该文件的引用计数。当引用计数为零时，内核会释放 struct file 结构体所占用的内存。dup 系统调用）进程还可以使用 dup() 或 dup2() 系统调用复制一个文件描述符，使多个文件描述符指向相同的文件。
int new_fd = dup(fd); // 复制文件描述符 fd
int new_fd2 = dup2(fd, 3); // 将 fd 复制到文件描述符 3
dup()：复制当前的文件描述符，返回一个新的文件描述符，指向相同的文件。dup2()：将文件描述符 fd 复制到指定的文件描述符 new_fd2。通过 Unix 域套接字（Unix Domain Socket），一个进程可以将文件描述符传递给另一个进程。Linux 支持文件描述符的传递，通过 sendmsg() 和 recvmsg() 系统调用来实现。
int sockfd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
struct msghdr msg;
struct iovec io;
char buf[1];
io.iov_base = buf;
io.iov_len = 1;
msg.msg_iov = &io;
msg.msg_iovlen = 1;
int fd_to_send = open("file.txt", O_RDONLY);
sendmsg(sockfd, &msg, 0); // 传递文件描述符
每个进程都有限制可以打开的文件描述符的数量，这个限制是由操作系统的内核配置和系统资源决定的。通常可以通过以下命令查看和设置文件描述符的最大限制：
ulimit -n # 查看当前进程的文件描述符限制
ulimit -n 1024 # 设置最大文件描述符数为1024
struct file 数据结构管理每个文件描述符的具体信息，包括文件位置、文件标志、文件操作等。open(), read(), write(), close() 等系统调用操作文件描述符。