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如何分析基于linux0.11文件系統中的根文件系統掛載原理,很多新手對此不是很清楚,為了幫助大家解決這個難題,下面小編將為大家詳細講解,有這方面需求的人可以來學習下,希望你能有所收獲。
看完文件系統的基礎數據結構。我們接著解析的根文件系統的掛載,因為這是文件系統被使用的起點。根文件系統的掛載是在操作系統初始化的時候進行的。對應的函數是mount_root。
// 系統初始化時掛載根文件系統
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結構體列表,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;
}
// 讀取某個設備(硬盤分區)中的超級塊,即根文件系統的超級塊
if (!(p=read_super(ROOT_DEV)))
panic("Unable to mount root");
// 獲取根文件系統的第一個inode節點,里面存的是根目錄的數據
if (!(mi=iget(ROOT_DEV,ROOT_INO)))
panic("Unable to read root i-node");
// mi在下面四個地方有賦值,iget里面的get_empty_inode函數已經設置i_count=1,所以這里加三就行
mi->i_count += 3 ; /* NOTE! it is logically used 4 times, not 1 */
// 超級塊掛載到了mi對應的inode節點,p->s_isup設置根文件系統的根節點
p->s_isup = p->s_imount = mi;
// 設置當前進程的根文件目錄和當前工作目錄
current->pwd = mi;
current->root = mi;
free=0;
// 文件系統的邏輯數據塊和inode數量
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,該函數的主要工作是讀取硬盤的超級塊內容,然后申請一個inode節點作為根文件系統的根節點。最后把inode設置成當前進程的根節點。這時候的當前進程是操作系統的初始化進程。后續進程是從該進程fork出來的。所以根節點都是一樣的。
下面看一下讀取超級塊的實現。主要邏輯是申請一個表示超級塊的結構體,然后把超級塊從硬盤讀取進來,進行字段的初始化和處理。
// 讀取dev對應的超級塊
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);
// 在超級塊表中則直接返回
if (s = get_super(dev))
return s;
// 找一個可用于存儲超級塊的空項
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,避免其他進程使用超級塊里的數據,這時候還沒讀進來
lock_super(s);
// 把設備的第一塊讀進來,即超級塊的內容
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,讀進來
for (i=0 ; i < s->s_imap_blocks ; i++)
if (s->s_imap[i]=bread(dev,block)) // s_imap_blocks > 8時會溢出
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;
}
// 第一個不能使用,置第一個為已使用,因為找空閑塊的時候,返回0表示失敗。所以第0塊可用的話會有二義性
s->s_imap[0]->b_data[0] |= 1;
s->s_zmap[0]->b_data[0] |= 1;
free_super(s);
return s;
}
至此,根文件系統就加載完成了。后續的對文件系統的使用都是基于這個根文件系統的根節點的。
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