linux kernel 文件系统4

5.2.              vfsmount 之间的关系

我们知道， vfsmount A、B、C 之间形成了一种父子关系，为什么不根据 A 来找到 B ，根据 B 找到 C 了？

这是因为一个文件系统可能同时被安装到不同的“安装点”上。

假设把 /dev/sda1 同时安装到 /mnt/win 和 /mnt/linux 下

现在 /mnt/win/dir1 和 /mnt/linux/dir1 对应的是同一个 dentry！！！

然后，又把 /dev/sda2 分别安装到 /mnt/win/dir1 和 /mnt/linux/dir1 下

现在， vfsmount 与 dentry 之间的关系大致如下。可以看到：

1、 现在有四个 vfsmount A, B, C, D

2、 A 和B对应着不同的安装点 ‘win’ 和 ‘linux’，但是都指向 /dev/sda1 根目录的 dentry

3、 C 和D 对应着这相同的安装点 ‘dir1’，也都指向 /dev/sda2 根目录的 dentry

4、 C 是 A 的 child, A是 C 的 parent

5、 D 是 B 的 child, B 是 D 的 parent

 

5.3.              搜索辅助结构 nameidata

在递归寻找目标节点的过程中，需要借助一个搜索辅助结构 nameidata，这是一个临时结构，仅仅用在寻找目标节点的过程中。

在搜索初始化时，创建 nameidata，其中 mnt 指向 current->fs->rootmnt，dentry 指向 current->fs->root

dentry 随着目录节点的深入而不断变化；

而 mnt 则在每进入一个新的文件系统后发生变化

以寻找 /mnt/win/dir1/abc 为例

开始的时候， mnt 指向 vfsmount A，dentry 指向根设备的根目录

随后，dentry 先后指向 ‘mnt’ 和 ‘win’ 对应的 dentry

然后当寻找到 vfsmount B 后，mnt 指向了它，而 dentry 则指向了 /dev/sda1 根目录的 dentry

有了这个结构，上一节的问题就可以得到解决了：

在寻找 /mnt/win/dir1/abc 的过程中，首先找到 A，接下来在要决定选 C 还是 D，因为是从 A 搜索下来的， C 是 A 的 child，因此选择 C 而不是 D；同样，如果是寻找 /mnt/linux/dir1/abc，则会依次选择 B 和D。这就是为什么 nameidata 中要带着一个 vfsmount 的原因。

6.   打开文件

6.1.              “打开文件”结构 file

一个文件每被打开一次，就对应着一个 file 结构。

我们知道，每个文件对应着一个 dentry 和 inode，每打开一个文件，只要找到对应的 dentry 和 inode 不就可以了么？为什么还要引入这个 file 结构？

这是因为一个文件可以被同时打开多次，每次打开的方式也可以不一样。

而dentry 和 inode 只能描述一个物理的文件，无法描述“打开”这个概念。

因此有必要引入 file 结构，来描述一个“被打开的文件”。每打开一个文件，就创建一个 file 结构。

file 结构中包含以下信息：

打开这个文件的进程的 uid,pid

打开的方式

读写的方式

当前在文件中的位置

实际上，打开文件的过程正是建立file, dentry, inode 之间的关联的过程。

7.   文件的读写

文件一旦被打开，数据结构之间的关系已经建立，后面对文件的读写以及其它操作都变得很简单。就是根据 fd 找到 file 结构，然后找到 dentry 和 inode，最后通过 inode->i_fop 中对应的函数进行具体的读写等操作即可。