明明白白我的心--fs series(11)

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作者：GTT

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Linux Version：2.6.33

提示：本文是关于file system 实现的介绍！

 

一个文件系统只有mount之后才可以使用，每次mount之后，内核里都构造了一个vfsmount结构。

vfsmount结构很重要，先看看代码

 

struct vfsmount {
    struct list_head mnt_hash;       /* 用于hash散列表的list */
    struct vfsmount *mnt_parent;     /* 指向父文件系统的 vfsmount */
    struct dentry   *mnt_mountpoint; /* 指向安装点的dentry */
    struct dentry   *mnt_root;       /* 指向mount的文件系统的根目录的dentry */    

    struct super_block *mnt_sb;      /* 指向该文件系统的 superblock */
    struct list_head   mnt_mounts;   /* 所有mount到该文件系统的 vfsmount 的 list */
    struct list_head   mnt_child;    /* 子文件系统的 list  */
    int mnt_flags;                   /* mount 标记,只读，共享等  */
    /* 4 bytes hole on 64bits arches */
    const char      *mnt_devname;    /* 设备名称 e.g. /dev/dsk/hda1 */
    struct list_head mnt_list;      /* 用于加入到namespace的链表 */
    struct list_head mnt_expire;    /* 用于加入期限链表 */
    struct list_head mnt_share;     /* 用于加入到共享链表 */
    struct list_head mnt_slave_list;/* 所有slave 都加入到这个链表 */
    struct list_head mnt_slave;     /* 用于加入到mnt_slave_list */
    struct vfsmount *mnt_master;    /* 指向master 的指针 */
    struct mnt_namespace *mnt_ns;   /* 指向mount文件系统的进程的 namespace */
    int mnt_id;                     /* mount 唯一的标识 */
    int mnt_group_id;               /* group 唯一的标识 */
    /*
     * We put mnt_count & mnt_expiry_mark at the end of struct vfsmount
     * to let these frequently modified fields in a separate cache line
     * (so that reads of mnt_flags wont ping-pong on SMP machines)
     */
    atomic_t mnt_count;          /* 引用计数 */
    int mnt_expiry_mark;
    int mnt_pinned;
    int mnt_ghosts;
#ifdef CONFIG_SMP
    int __percpu *mnt_writers;
#else
    int mnt_writers;
#endif
};

 

先看看他加入到namespace的链表

 

当前进程中，所有mount命令执行后，vfs都通过struct list_head mnt_list加入到这个进程的struct list_head list链表里。

 

 

struct list_head mnt_hash 用于hash散列表的list，是用父vfsmount和安装点的dentry算出的hash值。

hash链表结构如下

通过struct list_head mnt_hash链如hash表，这样mount到同一目录的文件系统将被链入

到同一链表上，因为他们的hash值相同。

 

再来看看vsfmount父子关系结构图

指针mnt_parent指向安装点在安装前的vfsmount数据结构，就是上一层的vfsmount数据结构。
在各种所谓的根下，这个指针指向该数据结构自身。为什么说所谓的根呢？因为这个根是可以设置的。
所以任何一个文件系统都可以设置成根文件系统。当然通过chroot命令就可以改变了。
同时，vfsmount数据结构中还有mnt_child和mnt_mounts两个队列头，只要上一层的vfsmount数据结构存在，

就通过mnt_child链入上一层vfsmount结构的mnt_mounts队列中。这样通过mnt_mounts队列，可以找到所有安装到这个文件系统下的所有其他文件系统了。

 

再来看看主从关系图

指针mnt_master指向这个文件系统从属的文件系统的vfsmount 结构。
同时，vfsmount数据结构中还有mnt_slave_list和mnt_slave两个队列头，只要mnt_master数据结构存在，

就通过mnt_slave链入它从属的vfsmount结构的mnt_slave_list队列中。这样通过mnt_slave_list队列，

可以找到所有从属于这个文件系统下的所有其他文件系统了。

为什么有master 和slave 呢？这主要为了解决文件系统mount安全问题.每个用户可以有自己的mount的文件系统。
而且其他用户看不到这个用户mount的文件系统。为了，让cdrom这样的文件系统mount时，各个用户都能看到他，
所以又把说有的vfsmount用mnt_share链接到一个链表上，这样cdrom自动mount程序mount完成后，其他用户也可以看到这个
cdrom文件系统。当然，master下挂载其他文件系统时会传播到他的slave文件系统。而slave下挂载其他文件系统不会传播
到master文件系统。稍微有点绕滕，就是为了解决隔离用户间的文件系统。