linux文件系统调用(1)---mount

术语表：

struct mount：挂载点

struct mountpoint：挂载点节点

struct vfsmount：挂载项

源文件系统：用户将要挂载的文件系统

目的文件系统：挂载源文件系统的文件系统

一、目的

        本文将介绍linux挂载文件系统的过程。从系统调用mount()函数開始解析，主要分为三个阶段：

        1、新建源文件系统；

        2、查找目的文件系统的挂载文件夹；

        3、将源文件系统挂载到目的文件系统的挂载文件夹；

       本文以linux
3.10版本号为基础进行解说。

二、函数调用关系

        mount系统调用的定义在fs/namespace.c文件里，具体的定义为：SYSCALL_DEFINE5(mount,char
__user *, dev_name, char __user *, dir_name, char __user *,type, unsigned long, flags, void __user *, data)。

        当中。dev_name定义了设备路径；di_name定义了挂载文件夹；type定义了文件系统类型；flags和data定义了一些选项内容。

我们重点关注前三个參数，后两个參数眼下不关注。

        下图描写叙述了基本的函数调用关系，linux挂载文件系统主要分为三个阶段：

        1、vfs_kern_mount()负责创建源文件系统；

        2、lock_mount()负责在目的文件系统中查找挂载文件夹。

        3、graft_tree()负责将源文件系统挂载到目的文件系统的挂载文件夹上；

三、目的文件系统

       为了便于描写叙述，我们如果当前系统已经挂载了ext2文件系统（即目的文件系统），tmp文件夹将是目的文件系统的挂载文件夹。

        以下我们将要把ext3文件系统挂载到ext2的tmp挂载文件夹上，使用的命令是mount(/dev/sda1,
/tmp,  ext3)（省略了flags和data參数）。

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四、新建源文件系统

        首先do_mount()->do_new_mount()->vfs_kern_mount()依据type參数指定的文件系统类型，新建一个ext3文件系统。当中须要重点关注的是。vfs_kern_mount()->moutn_fs()依据实际文件系统的超级块mount回调钩子函数，填充超级块和文件系统内容（为了简化，图中仅仅给出了最简单的ext3文件系统，即仅仅有根文件夹）。

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五、查找挂载文件夹并创建挂载节点

        do_mount()->do_new_mount()->do_add_mount()->lock_mount()的功能是递归的查找终于的挂载文件夹。这里的代码比較难懂，所以以下将具体描写叙述。
        linux同意挂载文件夹上挂载多个文件系统，后面挂载的文件系统将“覆盖”之前挂载的文件系统。比如，minix文件系统挂载到ext3文件系统的tmp挂载文件夹下，nfs文件系统挂载到minix文件系统的/挂载文件夹下，终于使用ls命令将仅仅能看见nfs文件系统，而minix被nfs“覆盖”了。

        当中。tmp文件夹指向minix挂载点的红色虚线仅仅表示逻辑关系，实际并不存在这种指向关系，linux使用<挂载点。挂载文件夹>二元组作为哈希因子构成哈希表mount_hashtable的表项。用来查找已经挂载的文件系统。比如。minix挂载到ext3的tmp文件夹，那么linux就依据<ext3, tmp>二元组构成哈希表项。而且将minix记录到<ext3, tmp>哈希表项的链表中。当须要查找ext3的tmp文件夹下挂载了哪个文件系统时，能够依据<ext3,
tmp>二元组找到相应的哈希表项，然后找到相应的已挂载文件系统minix。

        有了以上基础后，我们再回过头来看lock_mount()的功能。lock_mount()首先依据当前的<ext3, tmp>二元组找到已挂载的minix文件系统，然后依据<minix, />二元组找到已挂载的nfs文件系统。当找到最后一个文件系统时，依据nfs的根文件夹调用new_mountpoint()创建挂载节点（由于minix和nfs挂载到同一个挂载文件夹tmp下。所以在挂载minxi时已经创建了挂载节点。所以实际上nfs共用了minix的挂载节点，仅仅是将挂载节点的挂载次数统计加1）。
        以下回到第四节描写叙述的情形继续讲述，由于当前文件系统中仅仅存在ext2文件系统。因此lock_mount()将依据ext2的挂载文件夹tmp调用new_mountpoint()创建挂载节点，而且将挂载节点指向挂载文件夹tmp，挂载次数统计加1。最后将挂载节点增加到mountpoint_hashtable哈希表中（该哈希表使用挂载文件夹tmp作为哈希因子）。

六、挂载源文件系统

        do_mount()->do_new_mount()->do_add_mount()->graft_tree()负责把新建的源文件系统ext3挂载到挂载节点上。mnt_set_mountpoint()负责将源文件系统指向挂载节点。commit_tree()负责将源文件系统ext3增加到mount_hashtable哈希表中。（注：图中省略了目的文件系统和源文件系统之间的父子关系）

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七、总结

        linux挂载文件系统主要分为三个阶段：创建源文件系统，查找目的文件系统的终于挂载文件夹并创建挂载节点。最后将源文件系统关联到挂载节点上。

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