Роберт Лав - Разработка ядра Linux

int fs_flags; /* флаги типа файловой системы */

/* следующая функция используется для считывания суперблока с диска */

struct super_block*(*get_sb)(

struct file_system_type*, int, char*, void*);

/* эта функция используется для прекращения доступа к суперблоку */

void (*kill_sb)(struct super_block*);

struct module *owner; /* соответствующий модуль (если есть) */

struct file_system_type *next; /* следующая файловая система в списке */

struct list_head fs_supers; /* список объектов типа суперблок */

};

Функция get_sb()служит для считывания суперблока с диска и заполнения объекта суперблока соответствующими данными при монтировании файловой системы. Остальные параметры описывают свойства файловой системы.

Для каждого типа файловой системы существует только одна структура file_system_type, независимо от того, сколько таких файловых систем смонтировано и смонтирован ли хотя бы один экземпляр соответствующей файловой системы.

Значительно интереснее становится, когда файловая система монтируется, при этом создается структура vfsmount. Эта структура используется для представления конкретного экземпляра файловой системы, или, другими словами, точки монтирования.

Структура vfsmountопределена в файле следующим образом.

struct vfsmount {

struct list_head mnt_hash; /* список хеш-таблицы */

struct vfsmount *mnt_parent; /* родительская файловая система */

struct dentry *mnt_mountpoint; /* объект элемента каталога

точки монтирования */

struct dentry *mnt_root; /* объект элемента каталога корня

данной файловой системы */

struct super_block *mnt_sb; /* суперблок данной файловой системы */

struct list_head mnt_mounts; /* список файловых систем,

смонтированных к данной */

struct list_head mnt_child; /* потомки, связанные с родителем */

atomic_t mnt_count; /* счетчик использования */

int mnt_flags; /* флаги монтирования */

char *mnt_devname; /* имя смонтированного устройства */

struct list_head mnt_list; /* список дескрипторов */

struct list_head mnt_fslinkk; /* истекший список, специфичный

для файловой системы */

struct namespace *mnt_namespace; /* связанное пространство имен */

};

Самая сложная задача — это поддержание списка всех точек монтирования и взаимоотношений между данной файловой системой и другими точками монтирования. Эта информация хранится в различных связанных списках структуры vfsmount.

Структура vfsmountтакже содержит поле mnt_flags. В табл. 12.1 приведен список стандартных флагов монтирования.

Таблица 12.1. Список стандартных флагов монтирования

Эти флаги полезны, в основном, для сменных носителей, которым администратор не доверяет.

Каждый процесс в системе имеет свои открытые файлы, корневую файловую систем); текущий рабочий каталог, точки монтирования и т.д. Следующие три структуры данных связывают вместе подсистему VFS и процессы, которые выполняются в системе. Это структуры files_struct, fs_structи namespace.

Структура files_structопределена в файле . Адрес этой структуры хранится в поле files дескриптора процесса. В данной структуре хранится вся информация процесса об открытых файлах и файловых дескрипторах. Эта структура, с комментариями, имеет следующий вид.

struct files_struct {

atomic_t count; /* счетчик ссылок на данную структуру */

spinlock_t file_lock; /* блокировка для защиты данной структуры */

int max_fds; /* максимальное количество файловых объектов */

int max_fdset; /* максимальное количество

файловых дескрипторов */

int next_fd; /* номер следующего файлового дескриптора */

struct file **fd; /* массив всех файловых объектов */

fd_set *close on exec; /* файловые дескрипторы, которые должны

закрываться при вызове exec() */

fd_set *open_fds; /* указатель на дескрипторы открытых файлов */

fd_set close_on_exec init; /* первоначальные файлы для закрытия

при вызове exec() */

fd_set open_fds_init; /* первоначальный набор

файловых дескрипторов */

struct file *fd_array[NR_OPEN_DEFAULT]; /* массив файловых объектов */

};

Массив fdуказывает на список открытых файловых объектов. По умолчанию это массив fd_array. Так как по умолчанию значение константы NR_OPEN_DEFAULTравно 32, то это соответствует 32 файловым объектам. Если процесс открывает больше 32 файловых объектов, то ядро выделяет новый массив и присваивает полю fdуказатель на него. При таком подходе доступ к небольшому количеству файловых объектов осуществляется быстро, потому что они хранятся в статическом массиве. В случае, когда процесс открывает аномально большое количество файлов, ядро может создать новый массив. Если большинство процессов в системе открывает больше 32 файлов, то для получения оптимальной производительности администратор может увеличить значение константы NR_OPEN_DEFAULTс помощью директивы препроцессора. Следующая структура данных, связанная с процессом, — это структура fs_struct, которая содержит информацию, связанную с процессом, и на которую указывает поле fsдескриптора процесса. Эта структура определена в файле и имеет следующий вид с поясняющими комментариями.

struct fs_struct {

atomic_t count; /* счетчик ссылок на структуру */

rwlock_t lock; /* блокировка для защиты структуры */

int umask; /* права доступа к файлу, используемые

по умолчанию */

struct dentry *root; /* объект dentry корневого каталога */

struct dentry *pwd; /* объект dentry

текущего рабочего каталога */

struct dentry *allroot; /* объект dentry альтернативного корня */

struct vfsmount *rootmnt; /* объект монтирования корневого каталога */

struct vfsmount *pwdmnt; /* объект монтирования

текущего рабочего каталога */

struct vfsmount *altrootmnt; /* объект монтирования

альтернативного корня */

};

Эта структура содержит текущий рабочий каталог и корневой каталог данного процесса.

Третья, и последняя, структура — это структура namespace, которая определена в файле и на экземпляр которой указывает поле namespaceдескриптора процесса. Пространства имен, индивидуальные для каждого процесса, были введены в ядрах Linux серии 2.4. Это позволило создать для каждого процесса уникальное представление о смонтированных файловых системах. Иными словами, процесс может иметь не только уникальный корневой каталог, но и полностью уникальную иерархию смонтированных файловых систем, если это необходимо. Как обычно, ниже приведена соответствующая структура данных с комментариями.