虚拟文件系统：从给定路径名到目标节点(二)

在上次的给定路径名到目标节点中都是以纯代码的形式讲解，本次将以代码集合图表的方式分析上次忽略的细节。

在这之前，先设想这样的几个实例：

（1)要查找的目标是一个链接。

（2)在路径名中存在子系统的情况。（比如在/mnt目录上挂载了一个文件系统，现在要查找/mnt/test文件夹）

在上一章我们选择性忽略了err = do_lookup(nd, &this, &next) 函数，因为这个函数比较复杂。

static int do_lookup(struct nameidata *nd, struct qstr *name,
                 struct path *path)
    {
        struct vfsmount *mnt = nd->mnt;
    //首先先根据其父目录以及文件名在杂凑表中查找。（即内存中）
        struct dentry *dentry = __d_lookup(nd->dentry, name);
        if (!dentry)
    //如果没有找到，就表示在内存中不存在当前目录的dentry数据结构。就需要到设备中读出信息来重新在内存中建立该数据结构，这个就涉及到具体的文件系统了。
            goto need_lookup;
        if (dentry->d_op && dentry->d_op->d_revalidate)
            goto need_revalidate;
    done:
        path->mnt = mnt;
        path->dentry = dentry;
        __follow_mount(path);
        return 0;
    need_lookup:
    //real_lookup在磁盘中查找信息，然后在内存中建立数据结构，挂入杂凑表
        dentry = real_lookup(nd->dentry, name, nd);
        if (IS_ERR(dentry))
            goto fail;
        goto done;
    need_revalidate:
        if (dentry->d_op->d_revalidate(dentry, nd))
    //通过d_revalidate来检验找到的dentry数据结构，如果验证失败就要从杂凑表中脱链
            goto done;
        if (d_invalidate(dentry))
            goto done;
        dput(dentry);
        goto need_lookup;
    fail:
        return PTR_ERR(dentry);
    }

关于上面的函数，首先在内存中根据父目录项以及文件名查找，如果没有找到就代表该目录项不在内存中，就需要调用具体文件系统的钩子函数从设备中读出相应的目录项，在内存中重建，然后挂入杂凑表中。在上面的函数中，有一个极其重要的函数__follow_mount(path)。

static int __follow_mount(struct path *path)
    {
        int res = 0;
        while (d_mountpoint(path->dentry)) {
        struct vfsmount *mounted = lookup_mnt(path->mnt, path->dentry);
            if (!mounted)
                break;
            dput(path->dentry);
            if (res)
                mntput(path->mnt);
            path->mnt = mounted;
            path->dentry = dget(mounted->mnt_root);
            res = 1;
        }
        return res;
    }

这个函数是首先通过d_mountpoint函数来检查在该dentry设备上有没有安装设备。

在dentry数据结构中有一个成员变量为d_mounted,用于指示在该目录项上有没有安装设备。d_mountpoint函数仅仅检查了该标志位。内核中一个全局变量mount_hashtable。这是一个hash表，用于链接所有的vfsmount结构，即在安装过程中产生的“连接部件”。我们可以认为vfsmount用于建立一个目录项dentry与一个另外一个文件系统的根目录之间的关系。

图一：vfsmount结构体在安装过程中的作用

事实在dentry结构中并没有相应的指针指向vfsmount结构，而是通过父目录项以及文件名构成的hash值存储在mount_hashtable中。

如果在某一个dentry中安装了设备会怎么样。很简单，用安装文件系统的根目录项替换当前目录项，然后继续查找。这样查找就从安装文件系统中继续下去，而原来的dentry的子目录项等等就变得不可见了。

图二：安装设备之后，原dentry的子目录项变得不可见

上述是在执行命令:mount -t yaffs   /dev/mtdblock2 /mnt前后的对比（在操作系统的根文件系统下存在/mnt/test/code文件，而在yaffs文件系统下存在/test/code文件），在没有执行该命令之前，我们通过路径名/mnt/test/code查找到的目录项是属于操作系统的根文件系统的，而在/mnt上安装了yaffs文件系统之后，情况就变了。通过路径名查找到是yaffs文件系统上的文件/mnt/test/code。

另外在path_walk(2.6.16源码中为__link_path_walk函数)函数中存在这样的代码，在上一章中只是粗略的带过.

if (inode->i_op->follow_link) {
                err = do_follow_link(&next, nd);
                if (err)
                    goto return_err;
                err = -ENOENT;
                inode = nd->dentry->d_inode;
                if (!inode)
                    break;
                err = -ENOTDIR;
                if (!inode->i_op)
                    break;
            }

如果inode操作结构体支持follow_link的话（比如FAT文件系统不支持软连接），那么就调用do_follow_link。

do_follow_link->__do_follow_link:

//首先调用follow_link来获得链接文件的路径名

cookie = dentry->d_inode->i_op->follow_link(dentry, nd);
        error = PTR_ERR(cookie);
        if (!IS_ERR(cookie)) {
            char *s = nd_get_link(nd);
            error = 0;
            if (s)
                error = __vfs_follow_link(nd, s);
            if (dentry->d_inode->i_op->put_link)
                dentry->d_inode->i_op->put_link(dentry, nd, cookie);
        }

首先需要调用各个文件系统具体的follow_link函数来获得链接导致指向何处。一般软连接没有具体的数据，而仅仅保持的是链接对象的路径名。要解析一个链接。首先需要获得链接指向对象的路径名。然后通过前面我们提到的path_walk来查找，即上面的__vfs_follow_link，那么为什么需要从VFS层来重新查找呢？因为链接的对象可能在另外一个设备上（即跨设备），需要从VFS层面来查找。另外为了防止链接陷入死循环（比如两个软连接相互指向）。在查找过程中需要对链接的深度做一定的限制。