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如何分析基于linux0.11文件系統(tǒng)中的根文件系統(tǒng)掛載原理,很多新手對(duì)此不是很清楚,為了幫助大家解決這個(gè)難題,下面小編將為大家詳細(xì)講解,有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下,希望你能有所收獲。
看完文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們接著解析的根文件系統(tǒng)的掛載,因?yàn)檫@是文件系統(tǒng)被使用的起點(diǎn)。根文件系統(tǒng)的掛載是在操作系統(tǒng)初始化的時(shí)候進(jìn)行的。對(duì)應(yīng)的函數(shù)是mount_root。
// 系統(tǒng)初始化時(shí)掛載根文件系統(tǒng)
void mount_root(void)
{
int i,free;
struct super_block * p;
struct m_inode * mi;
if (32 != sizeof (struct d_inode))
panic("bad i-node size");
// 初始化file結(jié)構(gòu)體列表,struct file file_table[NR_FILE];
for(i=0;i<NR_FILE;i++)
file_table[i].f_count=0;
// 如果根文件系統(tǒng)是軟盤提示插入軟盤
if (MAJOR(ROOT_DEV) == 2) {
printk("Insert root floppy and press ENTER");
wait_for_keypress();
}
// 初始化超級(jí)塊列表
for(p = &super_block[0] ; p < &super_block[NR_SUPER] ; p++) {
p->s_dev = 0;
p->s_lock = 0;
p->s_wait = NULL;
}
// 讀取某個(gè)設(shè)備(硬盤分區(qū))中的超級(jí)塊,即根文件系統(tǒng)的超級(jí)塊
if (!(p=read_super(ROOT_DEV)))
panic("Unable to mount root");
// 獲取根文件系統(tǒng)的第一個(gè)inode節(jié)點(diǎn),里面存的是根目錄的數(shù)據(jù)
if (!(mi=iget(ROOT_DEV,ROOT_INO)))
panic("Unable to read root i-node");
// mi在下面四個(gè)地方有賦值,iget里面的get_empty_inode函數(shù)已經(jīng)設(shè)置i_count=1,所以這里加三就行
mi->i_count += 3 ; /* NOTE! it is logically used 4 times, not 1 */
// 超級(jí)塊掛載到了mi對(duì)應(yīng)的inode節(jié)點(diǎn),p->s_isup設(shè)置根文件系統(tǒng)的根節(jié)點(diǎn)
p->s_isup = p->s_imount = mi;
// 設(shè)置當(dāng)前進(jìn)程的根文件目錄和當(dāng)前工作目錄
current->pwd = mi;
current->root = mi;
free=0;
// 文件系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)塊和inode數(shù)量
i=p->s_nzones;
while (-- i >= 0)
if (!set_bit(i&8191,p->s_zmap[i>>13]->b_data))
free++;
printk("%d/%d free blocks\n\r",free,p->s_nzones);
free=0;
i=p->s_ninodes+1;
while (-- i >= 0)
if (!set_bit(i&8191,p->s_imap[i>>13]->b_data))
free++;
printk("%d/%d free inodes\n\r",free,p->s_ninodes);
}
從代碼中我們可以知道,該函數(shù)的主要工作是讀取硬盤的超級(jí)塊內(nèi)容,然后申請(qǐng)一個(gè)inode節(jié)點(diǎn)作為根文件系統(tǒng)的根節(jié)點(diǎn)。最后把inode設(shè)置成當(dāng)前進(jìn)程的根節(jié)點(diǎn)。這時(shí)候的當(dāng)前進(jìn)程是操作系統(tǒng)的初始化進(jìn)程。后續(xù)進(jìn)程是從該進(jìn)程fork出來的。所以根節(jié)點(diǎn)都是一樣的。
下面看一下讀取超級(jí)塊的實(shí)現(xiàn)。主要邏輯是申請(qǐng)一個(gè)表示超級(jí)塊的結(jié)構(gòu)體,然后把超級(jí)塊從硬盤讀取進(jìn)來,進(jìn)行字段的初始化和處理。
// 讀取dev對(duì)應(yīng)的超級(jí)塊
static struct super_block * read_super(int dev)
{
struct super_block * s;
struct buffer_head * bh;
int i,block;
if (!dev)
return NULL;
check_disk_change(dev);
// 在超級(jí)塊表中則直接返回
if (s = get_super(dev))
return s;
// 找一個(gè)可用于存儲(chǔ)超級(jí)塊的空項(xiàng)
for (s = 0+super_block ;; s++) {
if (s >= NR_SUPER+super_block)
return NULL;
if (!s->s_dev)
break;
}
s->s_dev = dev;
s->s_isup = NULL;
s->s_imount = NULL;
s->s_time = 0;
s->s_rd_only = 0;
s->s_dirt = 0;
// 加鎖,避免其他進(jìn)程使用超級(jí)塊里的數(shù)據(jù),這時(shí)候還沒讀進(jìn)來
lock_super(s);
// 把設(shè)備的第一塊讀進(jìn)來,即超級(jí)塊的內(nèi)容
if (!(bh = bread(dev,1))) {
// 釋放
s->s_dev=0;
free_super(s);
return NULL;
}
*((struct d_super_block *) s) =
*((struct d_super_block *) bh->b_data);
brelse(bh);
// 不是超級(jí)塊則rollback
if (s->s_magic != SUPER_MAGIC) {
s->s_dev = 0;
free_super(s);
return NULL;
}
for (i=0;i<I_MAP_SLOTS;i++)
s->s_imap[i] = NULL;
for (i=0;i<Z_MAP_SLOTS;i++)
s->s_zmap[i] = NULL;
block=2;
// 讀inode和塊位圖信息,s_imap_blocks塊表示inode位圖,讀進(jìn)來
for (i=0 ; i < s->s_imap_blocks ; i++)
if (s->s_imap[i]=bread(dev,block)) // s_imap_blocks > 8時(shí)會(huì)溢出
block++;
else
break;
for (i=0 ; i < s->s_zmap_blocks ; i++)
if (s->s_zmap[i]=bread(dev,block))
block++;
else
break;
// 沒全讀成功全部釋放
if (block != 2+s->s_imap_blocks+s->s_zmap_blocks) {
for(i=0;i<I_MAP_SLOTS;i++)
brelse(s->s_imap[i]);
for(i=0;i<Z_MAP_SLOTS;i++)
brelse(s->s_zmap[i]);
s->s_dev=0;
free_super(s);
return NULL;
}
// 第一個(gè)不能使用,置第一個(gè)為已使用,因?yàn)檎铱臻e塊的時(shí)候,返回0表示失敗。所以第0塊可用的話會(huì)有二義性
s->s_imap[0]->b_data[0] |= 1;
s->s_zmap[0]->b_data[0] |= 1;
free_super(s);
return s;
}
至此,根文件系統(tǒng)就加載完成了。后續(xù)的對(duì)文件系統(tǒng)的使用都是基于這個(gè)根文件系統(tǒng)的根節(jié)點(diǎn)的。
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