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1.資料結構

下面將對檔案系統掛載過程中涉及到的兩個主要資料結構vfsmount和path進行節本說明。

1.1 struct vfsmount

每個掛載在核心目錄樹中的檔案系統都將對應一個vfsmount結構，下面將對該結構中的部分欄位進行說明。假設裝置/dev/sdc為ntfs檔案系統，現需要將其掛載在檔案系統為ext3的/home/edsionte/work下。因此，/home/edsionte/work可以被稱為ntfs檔案系統的掛載點，並且稱ntfs檔案系統與ext3檔案系統形成父子檔案檔案系統關係。同時ntfs也可稱為原始檔系統，而ext3也可稱為目的檔案系統。

struct list_head mnt_hash;

核心將系統內所有已掛載的檔案系統通過散列表的形式進行組織，每個vfsmount將處於其對應雜湊值的衝突連結串列當中。mnt_hash欄位則為具體衝突連結串列的元素。

struct list_head mnt_mounts;

如果當前檔案系統下掛載了其他的子檔案系統，那麼這些子檔案系統將通過自身vfsmount中的mnt_child欄位組成一個連結串列，該連結串列頭為父檔案系統中的mnt_mounts欄位。

struct list_head mnt_child;

當前檔案系統將通過該欄位與其他父檔案系統下的子檔案系統組成一個連結串列。

struct vfsmount *mnt_parent;

該欄位指向父檔案系統對應的vfsmount結構。即指向ext3檔案系統對應的vfsmount結構。

struct dentry *mnt_mountpoint;

該欄位表示原始檔系統在目的檔案系統中掛載點對應的dentry結構。/home/edsionte/work為掛載點，則該欄位指向目錄項work。

struct dentry *mnt_root;

指向當前檔案系統的根目錄項。對於原始檔系統ntfs來說，根目錄項相對為/，但在整個系統目錄樹中，根目錄項為work。

struct super_block *mnt_sb;

每個檔案系統都將對應一個super_block結構，該欄位指向/dev/sdc裝置上檔案系統對應的超級塊。

struct list_head mnt_list;

所有處於一個名字空間的檔案系統通過mnt_list欄位連結在一起，而該連結串列的表頭為該名字空間結構中的list欄位。

struct mnt_namespace *mnt_ns;

該欄位表示當前vfsmount所對應的名字空間結構。

1.2 struct path

path結構由vfsmount結構和dentry結構組成。該結構在掛載檔案系統時表示目的檔案系統的vfsmount結構和掛載點dentry。

2.函式呼叫關係圖

3.實現

3.1 mount系統呼叫服務例程

mount()系統呼叫服務例程為：

SYSCALL_DEFINE5(mount, char __user *, dev_name, char __user *, dir_name, char __user *, type, unsigned long, flags, void __user *, data)

其內部實現主要是將使用者態的引數依次複製到核心態，接著呼叫核心函式do_mount()。

3.2 do_mount()

該函式內部首先通過kern_path()獲取目的檔案系統的path結構，即掛載點目錄項以及目的檔案系統的vfsmount結構；接著，通過檢查flags對掛載操作進行不同目的的分發。這裡我們只討論最普通的情形，即將一個檔案系統掛載在一個新的掛載點中，這種情況呼叫do_new_mount()。

3.3 do_new_mount()

這個函式描述的是掛載一個新檔案系統最普遍的情形，主要包括以下幾點：

1.檔案系統型別、操縱許可權檢查等；

2.通過do_kern_mount()獲取原始檔系統的vfsmount結構；

3.通過do_add_mount()將原始檔系統增加到目的檔案系統中；

3.4 do_add_mount()

1.flags引數合法性檢查；

2.檢查指定的目的檔案系統是否為當前檔案系統。如果是，則失敗；

3.檢查原始檔系統的根inode是否為連結檔案。如果是，則失敗；

4.通過graft_tree()將原始檔系統裝載到目的檔案系統中。其內部graft又封裝了attach_recursive_mnt()；

3.5 attach_recursive_mnt()

該函式的主要作用是設定父子檔案系統的對映關係。具體操作為：

1.通過mnt_set_mountpoint()將子vfsmount中的mnt_parent指向父vfsmount，將子vfsmount的mnt_mountpoint指向位於父檔案系統中的掛載點dentry；

2.通過commit_tree()將子檔案系統新增到核心的檔案系統雜湊表中，並將子檔案系統新增到父檔案系統對應的子檔案系統連結串列中；

3.6 commit_tree()

1.將當前檔案系統的名字空間設定為父名字空間，父vfsmount通過當前vfsmount中的mnt_parent獲取；再將其連線到父名字空間連結串列中。

2.將當前vfsmount加入到對應雜湊值的衝突連結串列當中,雜湊值通過hash()計算。其中，mnt_hash作為連結串列元素。

3.將當前vfsmount加入到父vfsmount對應的子檔案系統連結串列mnt_mounts中。其中，mnt_child作為連結串列元素。

從整個掛載的處理流程上看，掛載的本質就是將原始檔系統的vfsmount結構連線到目的檔案系統對應的vfsmount結構中，即具體涉及到兩個vfsmount中欄位的指向問題。兩個vfsmount具體父子等級關係，這也對應著核心中目錄樹的父子等級關係。

參考資料：

1.深入理解Linux核心：http://book.douban.com/subject/2287506/；

2.深入Linux核心架構：http://book.douban.com/subject/4843567/；

3.Linux核心探祕：http://book.douban.com/subject/25817503/；