解析Linux中的VFS文件系统之文件系统的注册（二）
解析Linux中的VFS文件系统之文件系统的注册（二）
继上一篇文章：https://cloud.tencent.com/developer/article/1053882
3. 文件系统的注册
这里的文件系统是指可能会被挂载到目录树中的各个实际文件系统，所谓实际文件系统，即是指VFS 中的实际操作最终要通过它们来完成而已，并不意味着它们一定要存在于某种特定的存储设备上。比如在笔者的 Linux 机器下就注册有 "rootfs"、"proc"、"ext2"、"sockfs" 等十几种文件系统。
3.1 文件系统的数据结构
在 Linux 源代码中，每种实际的文件系统用以下的数据结构表示（include/linux/fs.h）：
1 struct file_system_type {
2 const char *name;
3 int fs_flags;
4 struct dentry *(*mount) (struct file_system_type *, int,
5 const char *, void *);
6 void (*kill_sb) (struct super_block *);
7 struct module *owner;
8 struct file_system_type * next;
9 struct hlist_head fs_supers;
10
11 struct lock_class_key s_lock_key;
12 struct lock_class_key s_umount_key;
13 struct lock_class_key s_vfs_rename_key;
14
15 struct lock_class_key i_lock_key;
16 struct lock_class_key i_mutex_key;
17 struct lock_class_key i_mutex_dir_key;
18 };注册过程实际上将表示各实际文件系统的 struct file_system_type 数据结构的实例化，然后形成一个链表，内核中用一个名为 file_systems 的全局变量来指向该链表的表头。
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name：文件系统的名字，这个名字唯一的标识一种文件系统；
next：为文件系统的链表指针；
fs_supers：对于每一个mount的文件系统，系统都会为它创建一个super_block数据结构，该结构保存文件系统本省以及挂载点相关的信息。由于可以同时挂载多个同一文件系统类型的文件系统（比如/ 和/home都挂载了ext3文件系统），因此同一个文件系统类型会对应多个super block，@fs_supers就把这个文件系统类型对应的super block链接起来。
owner是指向module的指针，仅当文件系统类型是以模块方式注册时，owner才有效。
mount：这个函数非常重要，它VFS能够和底层文件系统交互的起始点，该函数是不能放在super_block结构中的，因为super_block是在get_sb执行之后才能建立的。get_sb从底层文件系统获取super_block的信息，是和底层文件系统相关的。
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3.2 注册 rootfs 文件系统
在众多的实际文件系统中，之所以单独介绍 rootfs 文件系统的注册过程，实在是因为该文件系统 VFS 的关系太过密切，如果说 ext2/ext3 是 Linux 的本土文件系统，那么 rootfs 文件系统则是 VFS 存在的基础。一般文件系统的注册都是通过 module_init 宏以及 do_initcalls() 函数来完成(读者可通过阅读module_init 宏的声明及 arch\i386\vmlinux.lds 文件来理解这一过程)，但是 rootfs 的注册却是通过 init_rootfs() 这一初始化函数来完成，这意味着 rootfs 的注册过程是 Linux 内核初始化阶段不可分割的一部分。
（在fs/filesystem.c中69行）
1 int register_filesystem(struct file_system_type * fs)
2 {
3 int res = 0;
4 struct file_system_type ** p;
5
6 BUG_ON(strchr(fs->name, '.'));
7 if (fs->next)
8 return -EBUSY;
9 write_lock(&file_systems_lock);
10 p = find_filesystem(fs->name, strlen(fs->name));
11 if (*p)
12 res = -EBUSY;
13 else
14 *p = fs;
15 write_unlock(&file_systems_lock);
16 return res;
17 }（fs/ramfs/inode.c中270行）
1 static int __init init_ramfs_fs(void)
2 {
3 return register_filesystem(&ramfs_fs_type);
4 }
5 module_init(init_ramfs_fs)
6
7 int __init init_rootfs(void)
8 {
9 int err;
10
11 err = bdi_init(&ramfs_backing_dev_info);
12 if (err)
13 return err;
14
15 err = register_filesystem(&rootfs_fs_type);
16 if (err)
17 bdi_destroy(&ramfs_backing_dev_info);
18
19 return err;
20 }init_rootfs() 通过调用 register_filesystem(&rootfs_fs_type) 函数来完成 rootfs 文件系统注册的，其中rootfs_fs_type 定义如下：
1 struct file_system_type rootfs_fs_type = { \
2 name: "rootfs", \
3 read_super: ramfs_read_super, \
4 fs_flags: FS_NOMOUNT|FS_LITTER, \
5 owner: THIS_MODULE, \
6 }注册之后的 file_systems 链表结构如下图2所示：
