linux系统调用mount全过程分析【转】

本文转载自：https://blog.csdn.net/skyflying2012/article/details/9748133

系统调用本身是软中断，使用系统调用，内核也陷入内核态，异常处理，找到相应的入口最后就会跳转到sys_mount,跳转到sys_mount之前的这个过程主要是跟系统的异常处理相关，以mips处理器为例，相关代码在arch/mips/kernel/下的traps.c syscall32-o32.S等文件中实现的，过几天有空再缕一遍，今天主要总结的是sys_mount之后的事情，内核是如何实现将文件系统挂载的过程

sys_mount的实现在fs/namespace.c中，我查看了2个版本的内核2.6.21和2.6.36,发现在36内核下使用SYSCALL_DEFINE5来定义的系统调用，21下是直接定义的sys_mount函数，网上搜了一下这个宏定义的分析，是为了解决64位机器上使用32位系统调用的问题，这个宏定义在另一篇文章中我总结分析了一下，这里我就从sys_mount函数开始往下跟。

mount的实现过程在深入理解linux内核的虚拟文件系统一章中也有分析

1 sys_mount

sys_mount主要将系统调用的参数dev_name dir_name type flags data从用户空间拷贝到内核空间，然后调用do_mount函数

2 do_mount

调用kern_path来查找挂载点的路径名，之后会根据传递参数flags来决定如何挂载，我们按照最简单的挂载方式，就是挂载一个普通的磁盘分区来分析，这样会调用do_new_mount

3 do_new_mount

do_new_mount函数会先定义struct vfsmount结构体，这个结构体在内核中用来表示已挂载文件系统的一些信息，具体的结构体成员解释可以参考UTLK的485页

接着会lock_kernel获取内核锁，调用do_kern_mount函数，do_kern_mount函数的返回值就是struct vfsmount，参数name是挂载的设备文件，因此这个函数会根据要挂载的文件系统将这个结构体填充。

4 do_kern_mount

do_kern_mount函数首先会调用get_fs_type来查看内核是否注册了参数type所指的文件系统，对于内核源码下fs目录下的所有文件系统都会通过调用register_filesystem来注册这个文件系统，其实就是添加到内核文件系统链表中，get_fs_type会将参数type字符串跟内核链表中所有已经注册的文件系统结构体file_system_type的name成员向比较，如果找到，则说明内核已经注册了相应文件系统，并且返回相应文件系统注册的file_system_type结构体。后面的挂载过程需要使用到这个结构体中的成员。

找到相应的file_system_type后do_kern_mount会调用vfs_kern_mount，这个函数返回值是struct vfsmount

5 vfs_kern_mount

vfs_kern_mount首先调用alloc_vfsmnt为struct vfsmount分配内存空间，参数是要挂载的设备文件名称，在alloc_vfsmnt中会将name来填充vfsmnt结构体的mnt_devname成员，vfs_kern_mount才是真正去填充vfsmnt结构体的函数。

接着vfs_kern_mount会调用file_system_type参数中的get_sb成员函数，这个就是使用相应注册文件系统的get_sb函数来填充vfsmnt结构体的super_block结构体，get_sb在具体文件系统的实现中，如果自己写一个简单文件系统的话，实现get_sb算是最基本的一步，get_sb在具体的文件系统实现中会读取对应磁盘设备上的superblock将相应的信息填充到内存中的super_block对象中，并且建立起该文件系统根目录的目录项对象和inode节点对象，这样就建立了从vfsmnt到superblock到dentry到inode的一条索引。

调用get_sb填充完vfsmnt的super_block成员后在vfs_kern_mount中在将vfsmnt的其他一些记录成员进行初始化，成功返回

6 do_kern_mount

从vfs_kern_mount返回后，内核中代表挂载文件系统的vfsmnt结构体填充成功，后面主要是调用put_filesystem将对应文件系统模块使用量兼1.返回到do_new_mount

7  do_new_mount

从do_kern_mount返回后，vfsmnt结构体填充成功，do_new_mount调用unlock_kernel释放内核锁,最后调用do_add_mount将新挂载的文件系统（由vfsmnt表示）添加到系统的命名空间结构体的已挂载文件系统链表中，命名空间是指系统中以挂载文件系统树，每个进程的PCB中都有namespace成员来表示该进程的命名空间，大多数的进程共享同一个命名空间，所以如果在一个进程中将磁盘挂载到系统中，在另一个进程也是可以看到的，这就是由命名空间来实现的。vfsmnt添加到相应的namespace中的vfsmnt链表成功后do_new_mount返回

8 do_mount sys_mount

从do_new_mount返回后do_mount返回，最后sys_mount返回，这一块没有重要的知识了。

就这样从sys_mount到vfs_kern_mount到get_sb，然后再层层返回，内核也就实现了指定文件系统的磁盘挂载到指定目录。总体感觉在这个过程中内核主要实现vfsmnt结构体的填充，这个结构体中比较重要的是super_block的填充，然后将vfsmnt添加到相应进程PCB的namespace成员所指向的namespace结构体中，大部分进程都指向这个namespace，所以挂载对大部分进程可见。

上面的分析是按照最基本的挂载方式，复杂的方式以后在分析