Linux網絡文件系統的注冊與掛載過程分析

本文主要對Linux網絡文件系統的注冊與掛載過程進行分析

一、簡介

Linux中"萬物皆文件"，socket在Linux中對應的文件系統叫Sockfs,每創建一個socket,就在sockfs中創建了一個特殊的文件，同時創建了sockfs文件系統中的inode，該inode唯一標識當前socket的通信。

本文的重點放在sockfs文件系統的注冊和掛載流程上，以后會對socket的底層來龍去脈進行詳細地分析與記錄。

二、三個核心結構體

1、struct file_system_type

file_system_type結構體代表Linux內核的各種文件系統，每一種文件系統必須要有自己的file_system_type結構，用于描述具體的文件系統的類型，如ext4對應的ext4_fs_type,struct file_system_type結構體如所示：

如struct?file_system_type?*?next結構體成員，所有文件系統的file_system_type結構形成一個鏈表，在fs/filesystem.c中有一個全局的文件系統變量。

在Linux內核中sock_fs_type結構定義代表了sockfs的網絡文件系統，如下所示：

struct mount如下：

?

三、sockfs文件系統的注冊

Linux內核初始化時，執行sock_init()函數登記sockfs,sock_init()函數如下：

注冊函數：

注冊函數中的find函數如下,for循環一開始的file_systems變量就是上面說的注冊文件系統使用到的全局變量指針，strncmp去比較file_system_type的第一項name(文件系統名)是否和將要注冊的文件系統名字相同，如果相同返回的P就是指向同名file_system_type結構的指針，如果沒找到則指向NULL。

在返回register_filesystem函數后，判斷返回值，如果找到重復的則返回EBUSY錯誤，如果沒找到重復的，就把當前要注冊的文件系統掛到尾端file_system_type的next指針上，串聯進鏈表，至此一個文件系統模塊就注冊好了。

四、sockfs文件系統的安裝

在上面的sock_init()函數中的sock_mnt = kern_mount(&sock_fs_type)開始進行安裝。kern_mount函數主要用于那些沒有實體介質的文件系統，該函數主要是獲取文件系統的super_block對象與根目錄的inode與dentry對象，并將這些對象加入到系統鏈表。kern_mount宏如下所示：

kern_mount_data如下：

調用：vfs_kern_mount

vfs_kern_mount函數調用mount_fs獲取該文件系統的根目錄的dentry,同時也獲取super_block，具體實現如下：

其中type->mount()繼續調用了sockfs的回調函數sockfs_mount

?

?

以上函數進行超級塊、根root、根dentry相關的創建及初始化操作，其中上面的s->s_d_op =dops就說指向了sockfs_ops結構體，也就是該sockfs文件系統的struct super_block的函數操作集指向了sockfs_ops。

該函數表對sockfs文件系統的節點和目錄提供了具體的操作函數，后面涉及到的sockfs文件系統的重要操作均會到該函數表中查找到對應的操作函數，例如Linux內核在創建socket節點時會查找sockfs_ops的alloc_inode函數， 從而調用sock_alloc_indode函數完成socket以及inode節點的創建。