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解析文件系统之文件系统的注册(二)

发布时间:2017-08-21 19:00:17
继上一篇文章 id="N10048">3. 文件系统的注册这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统,所谓实际文件系统,即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已,并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。比如在笔者的 Li ...

解析文件系统之文件系统的注册(二)

继上一篇文章 id="N10048">3. 文件系统的注册

这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统,所谓实际文件系统,即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已,并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。比如在笔者的 Linux 机器下就注册有 "rootfs"、"proc"、"ext2"、"sockfs" 等十几种文件系统。

3.1 文件系统的数据结构

在 Linux 源代码中,每种实际的文件系统用以下的数据结构表示:

 1 struct file_system_type { 2  const char *name; 3  int fs_flags; 4  struct dentry *(*mount) (struct file_system_type *, int, 5    const char *, void *); 6  void (*kill_sb) (struct super_block *); 7  struct module *owner; 8  struct file_system_type * next; 9  struct hlist_head fs_supers;10 11  struct lock_class_key s_lock_key;12  struct lock_class_key s_umount_key;13  struct lock_class_key s_vfs_rename_key;14 15  struct lock_class_key i_lock_key;16  struct lock_class_key i_mutex_key;17  struct lock_class_key i_mutex_dir_key;18 };

注册过程实际上将表示各实际文件系统的 struct file_system_type 数据结构的实例化,然后形成一个链表,内核中用一个名为 file_systems 的全局变量来指向该链表的表头。

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name:文件系统的名字,这个名字唯一的标识一种文件系统;

next:为文件系统的链表指针;

fs_supers:对于每一个mount的文件系统,系统都会为它创建一个super_block数据结构,该结构保存文件系统本省以及挂载点相关的信息。由于可以同时挂载多个同一文件系统类型的文件系统(比如/ 和/home都挂载了ext3文件系统),因此同一个文件系统类型会对应多个super block,@fs_supers就把这个文件系统类型对应的super block链接起来。

owner是指向module的指针,仅当文件系统类型是以模块方式注册时,owner才有效。

get_sb:这个函数非常重要,它VFS能够和底层文件系统交互的起始点,该函数是不能放在super_block结构中的,因为super_block是在get_sb执行之后才能建立的。get_sb从底层文件系统获取super_block的信息,是和底层文件系统相关的。

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3.2 注册 rootfs 文件系统

 在众多的实际文件系统中,之所以单独介绍 rootfs 文件系统的注册过程,实在是因为该文件系统 VFS 的关系太过密切,如果说 ext2/ext3 是 Linux 的本土文件系统,那么 rootfs 文件系统则是 VFS 存在的基础。一般文件系统的注册都是通过 module_init 宏以及 do_initcalls() 函数来完成(读者可通过阅读module_init 宏的声明及 arch\i386\vmlinux.lds 文件来理解这一过程),但是 rootfs 的注册却是通过 init_rootfs() 这一初始化函数来完成,这意味着 rootfs 的注册过程是 Linux 内核初始化阶段不可分割的一部分。

 1 static int __init init_ramfs_fs(void) 2 { 3  return register_filesystem(&ramfs_fs_type); 4 } 5 module_init(init_ramfs_fs) 6  7 int __init init_rootfs(void) 8 { 9  int err;10 11  err = bdi_init(&ramfs_backing_dev_info);12  if (err)13   return err;14 15  err = register_filesystem(&rootfs_fs_type);16  if (err)17   bdi_destroy(&ramfs_backing_dev_info);18 19  return err;20 }

 

init_rootfs() 通过调用 register_filesystem(&rootfs_fs_type) 函数来完成 rootfs 文件系统注册的,其中rootfs_fs_type 定义如下:

1 struct file_system_type rootfs_fs_type = { \2  name:  "rootfs", \3  read_super: ramfs_read_super, \4  fs_flags: FS_NOMOUNT|FS_LITTER, \5  owner:  THIS_MODULE, \6 }

 

 

注册之后的 file_systems 链表结构如下图2所示:

 解析文件系统之文件系统的注册(二)

 

原标题:解析文件系统之文件系统的注册(二)

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