内核文件系统挂载和Open文件

ext4挂载

• 在linux 5.x的内核中，实际文件系统的挂载采用新的挂载API，引入了struct fs_context用于内部文件系统挂载的信息。
• 应用端发起mount命令，进入mount系统调用，执行do_mount的函数

ext4中super_block初始化

• os提供vfs层来建立用户态文件操作和真实磁盘文件系统之间关系。vfs层的super_block是通过工厂模式设计模式来整合真实文件系统的super_block.
• ext4的super_block，初始化是在用户态发起mount时候进行初始化。vfs中文件创建、删除、写入都会在vfs层的inode操作，最终会进入实际文件系统的inode操作

open文件流程间接

• vfs层包含了是实际文件系统的内存影像
• 用户进程调用open函数，传入文件名称、打开文件的flags、文件的权限等信息，进入内核态的do_sys_open函数
• 进入do_sys_open函数，首先是执行get_unused_fd_flags从当前的进程中申请未被使用的文件描述符
• 其次是构建一个struct file结构，该结构是每个进程打开的fd关联的文件。调用了do_filp_open函数，该函数根据文件名称和文件打开的flags。
• 如果正常执行 fd_install 函数把fd和当前进程的打开的struct file数组关联起来,把索引为fd 的struct file数组和struct file进行关联
• 最后释放了内核态的filename，这个也是从用户态参数初始化而来

open文件执行函数说明

• getname: 拷贝用户态传过来的文件路径
• get_unused_fd_flags:从当前进程中获取未被使用的文件描述符
• do_filp_open：解析路径并返回进程打开的文件struct file
• path_openat:路径查找函数
• path_init：设置路径的查找的开始位置
• link_path_walk：目录逐层查找
• do_last:查找dcache,通过所在目录的目录项对象的inode operation为相关文件创建新inode
• lookup_fast:从dcache中找到dentry
• lookup_open:通过所在目录的目录项对象的inode operation为相关文件创建新inode