fd与FILE的比较

Linux中一切皆文件，这句话我们都知道，可见文件的重要性，因此文件的管理在Linux中占据了很大比重，那么操作系统怎么管理文件的呢？
要管理一个东西，那么必须经历两个步骤——描述和组织。当我们打开一个文件时，系统就会生成一个叫做file的结构体，系统正是用这个file结构体来描述单个文件的；既然已经描述了那么就要组织起来了，系统就会用一个数据结构把所有的文件都组织在一起以方便管理，而我们的进程要能访问这些文件，那么这个数据结构也要与进程关联起来。在Linux中，进程与文件的模型是这样的：

进程的PCB中保存着一个指向文件组织结构的一个指针，而对于每个打开的文件，在文件组织结构的文件指针数组中都会有一个指针指向它，因此进程只要通过files指针访问到fd_array就可以进入打开的文件了。
所以，当我们用open函数打开一个文件时，其过程为：操作系统生成一个新的file结构体来保存这个文件的信息，并在files_struct的文件数组fd_array中生成一个指向这个file结构体的指针，然后向进程返回这个指针的下标值。而这个下标值正是文件描述符fd，在进程中也正是通过这个fd来访问目的文件。所以，fd就是指向所打开文件的指针在files_struct中的数组 fd_array里面的下标值。
必须注意的是files_struct与file都是在内核中存在的。FILE是C库中的文件描述结构体，这是一个用户层次的结构，里面封装了fd，其结构体定义为：
看到这里，我们能知道，C库中的FILE结构体也是通过fd来管理文件的，当C程序用fiopen打开一个文件时，其实质是通过调用open函数来进行操作的。也就是说FILE结构是对fd的封装，而C库中带f的一系列IO函数（如fopen）是对系统调用（如open）的封装。