Trait File 

pub trait File: Send + Sync {
    // Required methods
    fn readable(&self) -> bool;
    fn writable(&self) -> bool;
    fn read(&self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize, FsError>;
    fn write(&self, buf: &[u8]) -> Result<usize, FsError>;
    fn metadata(&self) -> Result<InodeMetadata, FsError>;
    fn as_any(&self) -> &dyn Any;

    // Provided methods
    fn lseek(
        &self,
        _offset: isize,
        _whence: SeekWhence,
    ) -> Result<usize, FsError> { ... }
    fn offset(&self) -> usize { ... }
    fn flags(&self) -> OpenFlags { ... }
    fn dentry(&self) -> Result<Arc<Dentry>, FsError> { ... }
    fn inode(&self) -> Result<Arc<dyn Inode>, FsError> { ... }
    fn set_status_flags(&self, _flags: OpenFlags) -> Result<(), FsError> { ... }
    fn get_pipe_size(&self) -> Result<usize, FsError> { ... }
    fn set_pipe_size(&self, _size: usize) -> Result<(), FsError> { ... }
    fn get_owner(&self) -> Result<i32, FsError> { ... }
    fn set_owner(&self, _pid: i32) -> Result<(), FsError> { ... }
    fn read_at(&self, _offset: usize, _buf: &mut [u8]) -> Result<usize, FsError> { ... }
    fn write_at(&self, _offset: usize, _buf: &[u8]) -> Result<usize, FsError> { ... }
    fn ioctl(&self, _request: u32, _arg: usize) -> Result<isize, FsError> { ... }
    fn recvfrom(
        &self,
        _buf: &mut [u8],
    ) -> Result<(usize, Option<Vec<u8>>), FsError> { ... }
}

文件操作的统一接口

所有打开的文件以 Arc<dyn File> 形式存储在进程的文件描述符表中。

设计要点

• 方法不携带 offset 参数，由实现者内部维护
• 支持可 seek 文件（RegFile）和流式设备（PipeFile）
• 可选方法提供默认实现（如 lseek 默认返回 NotSupported）

Required Methods

fn readable(&self) -> bool

检查文件是否可读

fn writable(&self) -> bool

检查文件是否可写

fn read(&self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize, FsError>

从文件读取数据

RegFile 从当前 offset 读取并更新 offset； PipeFile 从管道缓冲区读取，无 offset 概念。

fn write(&self, buf: &[u8]) -> Result<usize, FsError>

向文件写入数据

RegFile 在 O_APPEND 模式下总是写到文件末尾。

fn metadata(&self) -> Result<InodeMetadata, FsError>

获取文件元数据

fn as_any(&self) -> &dyn Any

获取 Any trait 引用，用于安全的类型转换

Provided Methods

fn lseek(&self, _offset: isize, _whence: SeekWhence) -> Result<usize, FsError>

设置文件偏移量（可选方法）

默认返回 NotSupported，适用于流式设备。

fn offset(&self) -> usize

获取当前偏移量（可选方法）

默认返回 0，适用于流式设备。

fn flags(&self) -> OpenFlags

获取打开标志（可选方法）

用于 exec 时关闭 O_CLOEXEC 文件。

fn dentry(&self) -> Result<Arc<Dentry>, FsError>

获取目录项（可选方法）

默认返回FsError::NotSupported,适用于RegFile

fn inode(&self) -> Result<Arc<dyn Inode>, FsError>

获取Inode（可选方法）

默认返回FsError::NotSupported,适用于RegFile

fn set_status_flags(&self, _flags: OpenFlags) -> Result<(), FsError>

设置文件状态标志（可选方法，用于 F_SETFL）

默认返回 NotSupported，适用于不支持动态修改标志的文件类型

fn get_pipe_size(&self) -> Result<usize, FsError>

获取管道大小（可选方法，用于 F_GETPIPE_SZ）

默认返回 NotSupported，仅适用于 PipeFile

fn set_pipe_size(&self, _size: usize) -> Result<(), FsError>

设置管道大小（可选方法，用于 F_SETPIPE_SZ）

默认返回 NotSupported，仅适用于 PipeFile

fn get_owner(&self) -> Result<i32, FsError>

获取异步 I/O 所有者（可选方法，用于 F_GETOWN）

返回接收 SIGIO 信号的进程 PID 默认返回 NotSupported

fn set_owner(&self, _pid: i32) -> Result<(), FsError>

设置异步 I/O 所有者（可选方法，用于 F_SETOWN）

设置接收 SIGIO 信号的进程 PID 默认返回 NotSupported

fn read_at(&self, _offset: usize, _buf: &mut [u8]) -> Result<usize, FsError>

从指定位置读取数据（可选方法，用于 pread64/preadv）

不改变文件偏移量，默认返回 NotSupported，适用于非 seekable 文件

fn write_at(&self, _offset: usize, _buf: &[u8]) -> Result<usize, FsError>

向指定位置写入数据（可选方法，用于 pwrite64/pwritev）

不改变文件偏移量，默认返回 NotSupported，适用于非 seekable 文件

fn ioctl(&self, _request: u32, _arg: usize) -> Result<isize, FsError>

执行设备特定的控制操作（可选方法，用于 ioctl）

用于设备驱动程序特定的控制命令。

• request: ioctl 请求码
• arg: 参数指针（作为 usize 传递）

默认返回 NotSupported，仅由支持 ioctl 的设备类型实现

fn recvfrom(&self, _buf: &mut [u8]) -> Result<(usize, Option<Vec<u8>>), FsError>

从socket接收数据并获取源地址（可选方法，用于recvfrom）

返回(读取字节数, 源地址) 默认返回NotSupported，仅socket实现

Implementors

impl File for SocketFile

impl File for BlockDeviceFile

impl File for CharDeviceFile

impl File for PipeFile

impl File for RegFile

impl File for StderrFile

impl File for StdinFile

impl File for StdoutFile