VFS (2)

标签：vfs   mount   rootfs   根文件系统   

        我借用一张图来表示首个文件系统挂载上去后它们之间的关系。

        内核首先挂载的文件系统为 rootfs，它的重要数据结构之间的关系在上图中已经非常清晰了，它有自己的根目录，假设我样要在这个文件系统的根目录下创建一个 /dev 目录，那么之后，各数据结构之间的关系如下图：

        因为新生成了一个目录，所以会有一个 new_inode，并且会有一个 new_dentry，新的目录项结构名字叫 "dev", 它的 d_parent 即父目录为 dentry, 即刚才的根目录 "/", 现在有了 /dev，我们要在这个目录上挂载一个实际的文件系统，ext4，那么挂载之后，它们之间的结构关系如下图：

        因为是一个新的文件系统，所以它会有自己的 super block (e2_sb), 因为它是挂载到 rootfs 的 /dev 目录下，所以会产生一个挂载结构体 vfsmount (e2_mnt), 并且 e2_mnt->mnt_mountpoint 指向它所挂载的目录，new_dentry，然后设置了 new_dentry->d_mounted 为 1，它还产生了自己的根目录 e2_entry 以及该目录项的结点对象 e2_inode。
        有了这样的结构后，假设要访问新文件系统中的一个文件 /dev/tmp/file 时，首先，经过路径遍历，会得到 rootfs 的 /dev 目录的目录项结构 new_dentry，结果发现它的 d_mounted 为 1，表明有其它文件系统挂载到该目录下面，即 ext4, 此时通过某种算法，得到挂载到该目录项下的 e2_mnt，然后得到 e2_mnt->mnt_root，即新文件系统的根目录，然后就可以接着继续查找，整个过程衔接的天衣无缝。
        那么你可能要问了，那 rootfs 挂载到哪里呢？也就是根目录项是怎么创建的呢 ？
        这确实是一个 egg first or chicken first 的问题，因为 rootfs 是一个内存文件系统，在内核加载时，通过 fs/namespace.c 中的 mnt_init 最后的 init_rootfs() 及 init_mount_tree() 来初始化。在 init_rootfs 中会注册 rootfs 文件系统，在 init_mount_tree 来挂载它。让源码来告诉我们真相。
        在 init_mount_tree() 中会调用 do_kern_mount("rootfs", 0, "rootfs", NULL) 来挂载 rootfs，核心方法是 vfs_kern_mount, 它会创建 vfsmount 结构体来表示一个挂载点，然后会调用，注册 rootfs 时，file_system_type 中的 get_sb 来让 rootfs 文件系统驱动自己来产生一个 super block 来填充到 vfsmount 中，（这里可以看出 VFS 的灵活性，因为某些文件系统可能没有 super block ，所以当文件系统自己实现该功能，就可以虚拟一个超级块），奥秘就在这里。对于 rootfs 中的 get_sb 其实是由函数 rootfs_get_sb 来实现的，核心函数为 get_sb_nodev, 它会创建一个 super block，并且调用  fill_super 函数指针，在这里它是 ramfs_fill_super 来实现。代码如下：

   static int ramfs_fill_super(struct super_block * sb, void * data, int silent)
{
	struct inode * inode;
	struct dentry * root;

	sb->s_maxbytes = MAX_LFS_FILESIZE;
	sb->s_blocksize = PAGE_CACHE_SIZE;
	sb->s_blocksize_bits = PAGE_CACHE_SHIFT;
	sb->s_magic = RAMFS_MAGIC;
	sb->s_op = &ramfs_ops;
	sb->s_time_gran = 1;
	inode = ramfs_get_inode(sb, S_IFDIR | 0755, 0);
	if (!inode)
		return -ENOMEM;

	root = d_alloc_root(inode);
	if (!root) {
		iput(inode);
		return -ENOMEM;
	}
	sb->s_root = root;
	return 0;
}

int simple_set_mnt(struct vfsmount *mnt, struct super_block *sb)
{
	mnt->mnt_sb = sb;
	mnt->mnt_root = dget(sb->s_root);
	return 0;
}

VFS (2)

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原文地址：http://blog.csdn.net/henzox/article/details/42777471