linux kernel 文件系统3

3.2.              安装连接件 vfsmount

“安装”一个文件系统涉及“被安装设备”和“安装点”两个部分，安装的过程就是把“安装点”和“被安装设备”关联起来，这是通过一个“安装连接件”结构 vfsmount来完成的。

vfsmount 将“安装点”dentry 和“被安装设备”的根目录节点 dentry 关联起来。

每安装一次文件系统，会导致：

1、 创建一个 vfsmount

2、 为“被安装设备”创建一个 super_block，并由具体的文件系统来设置这个 super_block。（我们在“注册文件系统”一节将再来分析这一步）

3、 为被安装设备的根目录节点创建 dentry

4、 为被安装设备的根目录节点创建 inode， 并由 super_operations->read_inode() 来设置此 inode

5、 将 super_block 与“被安装设备“根目录节点 dentry 关联起来

6、 将 vfsmount 与“被安装设备”的根目录节点 dentry 关联起来

在内核将根设备安装到“根安装点”上后，内存中有如下结构关系：

现在假设我们在 /mnt/win 下安装了 /dev/sda1， /dev/sda1 下有 dir1，然后又在 dir1 下安装了 /dev/sda2，那么内存中就有了如下的结构关系

4.   注册文件系统

前面说了，在安装一个文件系统的时候，需要为“被安装设备”创建一个 super_block，并设置它。

如果从源码追寻这个创建和设置 super_block 的过程，就引出了“注册文件系统”的概念。

实际上，在安装一个文件系统之前，还需要有一个注册文件系统的步骤，否则内核就因为不认识该文件系统而无法完成安装。

通过register_filesystem() ，将一个“文件系统类型”结构 file_system_type注册到内核中一个全局的链表file_systems 上。

struct file_system_type {

            const char *name;
            int fs_flags;
            struct super_block *(*read_super) (struct super_block *, void *, int);
            struct module *owner;
            struct file_system_type * next;
            struct list_head fs_supers;
};

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

            if (!fs)
                        return -EINVAL;

            if (fs->next)
                        return -EBUSY;

             INIT_LIST_HEAD(&fs->fs_supers);
            write_lock(&file_systems_lock);
            p = find_filesystem(fs->name);

            if (*p)
                        res = -EBUSY;
            else
                        *p = fs;

             write_unlock(&file_systems_lock);
            return res;
}

这个结构中最关键的就是 read_super() 这个函数指针，它就是用于创建并设置 super_block 的目的的。

因为安装一个文件系统的关键一步就是要为“被安装设备”创建和设置一个 super_block，而不同的具体的文件系统的 super_block 有自己特定的信息，因此要求具体的文件系统首先向内核注册，并提供 read_super() 的实现。

5.   根据路径名寻找目标节点的 dentry

下面来研究文件系统中的一个非常关键的操作：根据路径名寻找目标节点的 dentry。

例如要打开 /mnt/win/dir1/abc 这个文件，就是根据这个路径，找到目标节点 ‘abc’ 对应的 dentry ，进而得到 inode 的过程。

5.1.              寻找过程

寻找过程大致如下：

1、 首先找到根文件系统的根目录节点 dentry 和 inode

2、 由这个 inode 提供的操作接口 i_op->lookup()，找到下一层节点 ‘mnt’ 的 dentry 和 inode

3、 由 ‘mnt’ 的 inode 找到 ‘win’ 的 dentry 和 inode

4、 由于 ‘win’ 是个“安装点”，因此需要找到“被安装设备”/dev/sda1 根目录节点的 dentry 和 inode，只要找到 vfsmount B，就可以完成这个任务。

5、 然后由 /dev/sda1 根目录节点的 inode 负责找到下一层节点 ‘dir1’ 的 dentry 和 inode

6、 由于 dir1 是个“安装点”，因此需要借助 vfsmount C 找到 /dev/sda2 的根目录节点 dentry 和 inode

7、 最后由这个 inode 负责找到 ‘abc’ 的 dentry 和 inode

可以看到，整个寻找过程是一个递归的过程。

完成寻找后，内存中结构如下，其中红色线条是寻找目标节点的路径

现在有两个问题：

1、在寻找过程的第一步，如何得到“根文件系统”的根目录节点的 dentry？

答案是这个 dentry 是被保存在进程的 task_struct 中的。后面分析进程与文件系统关系的时候再说这个。

2、如何寻找 vfsmount B 和 C？

这是接下来要分析的。