明明白白我的心--fs series(5)

声明：本文为原创

#####请转贴时保留以下内容######

作者：GTT

本文档归属http://oldtown.cublog.cn/.转载请注明出处!

请提出宝贵意见Mail:[e-mail]

Linux Version：2.6.33

提示：本文是关于file system 实现的介绍！

 

根据minix和ext2文件系统结构知识我们可以抽象出以下概念。
对文件操作最终会转化为对inode得操作，因为inode才知道数据放置什么位置，
目录也是文件，是特殊的文件，他的inode对应的数据内容是目录数据的集合。
也就是dentry，通过dentry就可以知道子目录和子文件的名称和对应的inode了。
而inode又被super block来管理，super block 可以知道还有多少inode没被使用，同时可以分配inode,销毁inode.

只要知道了root inode ，文件系统下的所有文件和目录都可以顺着root inode找到。
所以现在版本的linux kernel 就是按照这么个逻辑抽象出来了几个数据结构。
file_system_type  ：文件系统
super_block          ：超级块
inode                ：i节点
dentry              ：目录项
file                ：文件
早期的linux 只有一个文件系统，当然也就无文件系统下再安装文件系统的概念了。
而现在版本linux都可以在文件系统下再安装文件系统。也就是mount命令。
这就出现了有一个概念，vfsmount, 为什么会有这个数据结构，
其实就是为了管理安装了的文件系统，file_system_type只是定义了文件系统，
每个安装的文件系统可以看作是file_system_type的instance。
先来看看整体概念图

 

 

俺的系统中，EA有时候简体中文会乱码。只能用日文的。NND。

这样文件系统的结构定义不用说你也知道他怎么定义的啦，
上定义：

 

 

struct file_system_type {
    const char *name;
    int        fs_flags;
    int  (*get_sb) (struct file_system_type *, int, const char *, void *, struct vfsmount *);
    void (*kill_sb) (struct super_block *);
    struct module           *owner;
    struct file_system_type *next;
    struct list_head        fs_supers;

    struct lock_class_key   s_lock_key;
    struct lock_class_key   s_umount_key;

    struct lock_class_key   i_lock_key;
    struct lock_class_key   i_mutex_key;
    struct lock_class_key   i_mutex_dir_key;
    struct lock_class_key   i_alloc_sem_key;
};

稍微解释一下，
get_sb, kill_sb当然就是为了得到和销毁super block 了。name是unique的，因为文件系统可以mount多次，所以，
对于一个文件系统，要管理n个super block,所以这些super block 就被fs_supers这个链表链接起来，方便查找。
Linux系统中有多个文件系统，为了对文件系统的管理，注册文件系统时，把所有的文件系统都链接到file_systems
这个结构上，通过next连接的。其他字段可以先不用考虑，影响不大。
结构关系图如下

下面说说文件系统注册，
为了使用文件系统，必须要进行文件系统注册。注册的过程比较简单，就是把
定义的file_system_type结构链接到file_systems上。
根据name 到file_systems上查找,没找到的话，把file_system_type结构加入到file_systems这个所谓的链上，
当然找到了的话就说明是重复注册了。
注册的代码如下

int register_filesystem(struct file_system_type * fs)
{
    int res = 0;
    struct file_system_type ** p;

    BUG_ON(strchr(fs->name, '.'));
    if (fs->next)
        return -EBUSY;
    INIT_LIST_HEAD(&fs->fs_supers);
    write_lock(&file_systems_lock);
    p = find_filesystem(fs->name, strlen(fs->name));
    if (*p)
        res = -EBUSY;
    else
        *p = fs;
    write_unlock(&file_systems_lock);
    return res;
}

find_filesystem的代码如下，比较简单，不废话了。

static struct file_system_type **find_filesystem(const char *name, unsigned len)
{
    struct file_system_type **p;
    for (p=&file_systems; *p; p=&(*p)->next)
        if (strlen((*p)->name) == len &&
            strncmp((*p)->name, name, len) == 0)
            break;
    return p;
}

注销文件系统的代码就更简单了。就不贴出来了。

由于夏休10天，所以最近一直没有更新blog，这两天回陆续更新。