转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5219094a0100calt.html
mount 文件系统 主要数据结构：struct namespace {
atomic_t count;
struct vfsmount * root;
struct list_head list;
struct rw_semaphore sem;
};
struct vfsmount {
struct list_head mnt_hash;
struct vfsmount *mnt_parent;
struct dentry *mnt_mountpoint;
struct dentry *mnt_root;
struct super_block *mnt_sb;
struct list_head mnt_mounts;
struct list_head mnt_child;
atomic_t mnt_count;
int mnt_flags;
int mnt_expiry_mark;
char *mnt_devname;
struct list_head mnt_list;
struct list_head mnt_fslink;
struct namespace *mnt_namespace;
};
struct nameidata {
struct dentry *dentry;
struct vfsmount *mnt;
struct qstr last;
unsigned int flags;
int last_type;
unsigned depth;
char *saved_names[MAX_NESTED_LINKS + 1];
union {
struct open_intent open;
} intent;
};
enum {LAST_NORM, LAST_ROOT, LAST_DOT, LAST_DOTDOT, LAST_BIND};
#define LOOKUP_FOLLOW 1
#define LOOKUP_DIRECTORY 2
#define LOOKUP_CONTINUE 4
#define LOOKUP_PARENT 16
#define LOOKUP_NOALT 32
#define LOOKUP_REVAL 64
#define LOOKUP_OPEN (0x0100)
#define LOOKUP_CREATE (0x0200)
#define LOOKUP_ACCESS (0x0400)
struct qstr {
unsigned int hash;
unsigned int len;
const unsigned char *name;
};
--------------------------------------------------------------------------
需要补习的内容：
对于一个文件（在Linux下所有都是文件，包括目录等） ，如何判断该文件 是不是目录，或者是不是符号链接,
通过inode ：
如果是目录，则一定有 inode->i_op->lookup 方法， 即 inode->i_op->lookup 一定不是NULL
如果是符号链接， 则一定有 inode->i_op->follow_link 方法，即 inode->i_op->follow_link 一定不是NULL
--------------------------------------------------------------------------
对于每一个 mount 的文件系统，都由一个 vfsmount 实例来表示。
对于每一个进程，都有自己的 namespace ， 这可以理解为这个进程的地盘。
在这里，所有的文件系统都要挂上来统一管理， 如下所示：
同时，对于所有的vfsmount，都存在于 一个hash table中，他们通过一个 hash 数组组织在一起：
对于mount的文件系统，会有在一个文件系统上 mount 另外一个文件系统的情况，这种情况，可以称原文件系统为 父vfsmount， 对于mount上的文件系统，称之位子文件系统。
他们的关系如下：
下面我以一个例子来说明：
例如我们要mount一个设备 /dev/hdb1 到 /home/xpl 目录下
我们假设 /home/xpl 就是当前进程的根文件系统中的目录（即 home 和 xpl 都没有mount任何文件系统），
我们mount的时候，传入的参数有三个： 要mount的设备( /dev/hdb1 ) ， 设备的文件系统 ( ext2 之类的)， mount到什么目录 ( /home/xpl )
首先，我们要根据要mount的目录的路径名（ 我们传入的只是路径名称的字符串），来找到mount的目录 disk 的dentry （即 mountpoint ）
这个查找过程如下所示：
1. 首先确定查找路径的起始目录，要么是根目录，要么是当前目录。
如果是根目录，则根目录的 dentry 和 vfsmount 的信息在： current->fs->root 和 current->fs->rootmnt
如果是当前目录，则当前目录的 dentry 和 vfsmount 的信息在：current->fs->pwd 和 current->fs->pwdmnt
2. 然后，从路径的起始目录开始逐级的往下找。
对于我们的例子，我们首先要查找根目录下的 home 目录（ 就是要找到 home 目录的 dentry 和 vfsmount 对象）
1） 首先在 hashtable 中查找，就是在上面的图（2）中的链表中找。
2） 如果这个目录没有在 hashtable 中，则需要到磁盘上（假设根文件系统在一磁盘上，如不是，就去根文件系统对
应的存储介质中查找）去查找
这通过调用 根目录的 inode 的 lookup 方法来查找。
通过根目录的 dentry->d_inode 得到根目录的inode，然后调用 inode->i_ops->lookup 方法，将要查找目录的名称作为参数传递进去。
3. 找到了第一个目录，下面的过程就是简单的递归了，最后，找到 目录 xpl 的 dentry 和 vfsmount
找到了要 mount 的目录，下面就开始实际的mount过程
mount的过程就是把设备的文件系统加入到 vfs 框架中
1. 首先，要mount一个新的设备，需要创建一个新的 super block。
这通过要mount的文件系统的 file_system_type， 调用其 get_sb 方法来创建一个新的 super block
2. 对于任何一个 mount 的文件系统，都要有一个 vfsmount， 创建这个vfsmount， 并设置好其属性（就是 vfsmount 中的各个成员）
3. 将创建好的 vfsmount 加入到系统中。
整个过程如下所示：
/---------> /---> dentry ("/") <-----------\
| | +--------------+ |
| \----| d_parent | |
| +--------------+ |
| | d_child | |
| +--------------+ |
| /-------->| d_subdirs |<-----------|-------\
| | +--------------+ | |
| | | d_mounted | | |
| | +--------------+ | |
| | | | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | dentry ("home") <-\ | |
| | +--------------+ | | |
| | | d_parent |----|-------/ |
| | +--------------+ | |
| \-------->| d_child |<---|- ...... ------/
| +--------------+ |
| /------>| d_subdirs |<---|-------------\
| | +--------------+ | |
| | | d_mounted | | |
| | +--------------+ | |
| | | | | |
| | | |
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| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | | |
| | dentry ("xpl") <--------------------------------------\
| | +--------------+ | | |
| | | d_parent |----/ | |
| | +--------------+ | |
| \------>| d_child |<---- ...... ----/ |
| +--------------+ |
| | d_subdirs | |
| +--------------+ |
| | d_mounted | |
| +--------------+ |
| | | |
| |
| |
| |
| task_struct |
| +-------------+ |
| | | |
| +-------------+ |
| | name_space |---------\ |
| +-------------+ | |
| fs_struct <-----| fs | | |
| +----------+ +-------------+ | |
+----<----| root | | | | |
| +----------+ | |
| | pwd | | |
| +----------+ | |
| /------| rootmnt | | |
| | +----------+ | |
| | | pwdmnt | namespace <---/ |
| | +----------+ +---------+ |
| | | | | count | |
| | +---------+ |
| | | root | |
| | +---------+ |
| | /--------------------------->| list |<-------------------\ |
| | | +---------+ | |
| | | | sem | | |
| | | +---------+ | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| | | | |
| \----------> vfsmount <----\ vfsmount(new) | |
| | +---------------+ | +---------------+ | |
| \------| mnt_list |<-----|------>| mnt_list |<----/ |
| +---------------+ | +---------------+ |
| | mnt_parent | \-------| mnt_parent | |
| +---------------+ +---------------+ |
| | mnt_mountpoint| | mnt_mountpoint|----------/
| +---------------+ +---------------+
\-----<--------| mnt_root | | mnt_root |------------\
+---------------+ +---------------+ |
/--------| mnt_mounts |<----\ | mnt_mounts | |
| +---------------+ | +---------------+ |
| | mnt_sb | | | mnt_sb |--------\ |
| +---------------+ | +---------------+ | |
| | mnt_child | \------->| mnt_child |<---\ | |
| +---------------+ +---------------+ | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | |
| | | |
| | | |
\------------------------------------------------------------/ | |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
super_block ---------------------------------/ |
+-----------+ |
| s_list | |
+-----------+ |
| s_inodes | |
+-----------+ |
| s_files | |
+-------------+ +-----------+ |
| "/dev/hdb1" |<------| s_id | |
+-------------+ +-----------+ |
| s_op | |
+-----------+ |
| s_root |-----> dentry ("/" of hdb1) <--------/
+-----------+ +--------------+
| | | d_parent |
+--------------+
| d_child |
+--------------+
| d_subdirs |
+--------------+
| d_mounted |
+--------------+
| |
从这张图可以看到，三个目录: "/", "home" 和 "xpl" 的dentry
我们新mount的设备为/dev/hdb1, 新创建了一个super_block 和 一个 vfsmount (new)
新的super_block 在创建的时候已经加入到整个 vfs 的架构中（可参看前面的 super block 一节）
对于新的vfsmount:
其mountpoint为 目录 "xpl" 的dentry，
其mnt_root 是设备hdb1上的根目录的 dentry
其父 vfsmount 就是原文件系统中的那个 vfsmount
同时，我们将新的这个vfsmount加入到了进程的namespace中。
至此，我们已经完成了整个mount的过程。
另外，对于Linux，可以将多个文件系统 mount 到同一个目录上，这样的话， 新 mount 的文件系统会覆盖原来mount的文件系统。
比如我们再把一个 "/dve/hdb2" 的设备 mount 到 "/home/xpl" 目录下，
这样，如果我们访问 "/home/xpl" 的时候，就会访问到 "/dev/hdb2"
当新mount的文件系统被 unmount 之后，原来被覆盖的文件系统就会再次显露出来了。
这个过程的之所以是这样的，是因为在路径查找的时候，如果发现要查找的目录上mount了 文件系统（其dentry的d_mounted 不为0），会切换文件系统。
比如我们上面的例子，当路径查找 "/home/xpl" 的时候，当查找到根文件系统的目录 "xpl" 的dentry时，发现有一个文件系统已经mount到这个目录上，就会切换文件系统，进而找到 "/dev/hdb1" 的根目录的 dentry
这样，路径查找"/home/xpl" 返回的时候，返回的是 "/dve/hdb1" 根目录的 dentry
这样，在我们 mount 第二个文件系统 "/dev/hdb2" 的时候，其mountpoint 就是 "/dev/hdb1" 的根目录的 dentry。
这个过程如下图所示：
/-------> vfsmount("hdb1") /-----> super_block
| +---------------+ | +-----------+
| | mnt_list | | | s_list |
| +---------------+ | +-----------+
| | mnt_parent | | | s_inodes |
| +---------------+ | +-----------+
| | mnt_mountpoint| | | s_files |
| +---------------+ | +-----------+ +-------------+
| | mnt_sb |----------/ | s_id |---->| "/dev/hdb1" |
| +---------------+ +-----------+ +-------------+
| | mnt_root |----->---\ | s_op |
| +---------------+ | +-----------+
| /---->| mnt_mounts |<----\ | | s_root |
| | +---------------+ | | +-----------+
| | | mnt_child | | | | |
| | +---------------+ | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | |
| | | |
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| | | |
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| | | |
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| | | |
| | | \----> dentry ("/" of hdb1)
| | | /---> +--------------+
| | | | | d_parent |
| | | | +--------------+
| | vfsmount("hdb2") | | | d_child |
| | +---------------+ | | +--------------+
| | | mnt_list | | | | d_subdirs |
| | +---------------+ | | +--------------+
| \---->| mnt_child |<----/ | | d_mounted |
| +---------------+ | +--------------+
| | mnt_mountpoint|----------/ | |
| +---------------+
| | mnt_sb |-----\
| +---------------+ |
| | mnt_root |--\ |
| +---------------+ | |
| | mnt_mounts | | |
| +---------------+ | |
\--<---- | mnt_parent | | |
+---------------+ | |
| | | |
| | | \-----> super_block
| +-----------+
| | s_list |
| +-----------+
| | s_inodes |
| +-----------+
| | s_files |
| +-----------+ +-------------+
| | s_id |------>| "/dev/hdb2" |
| +-----------+ +-------------+
| | s_op |
| +-----------+
| | s_root |
| +-----------+
| | |
|
|
|
|
\-------> dentry ("/" of hdb2)
+--------------+
| d_parent |
+--------------+
| d_child |
+--------------+
| d_subdirs |
+--------------+
| d_mounted |
+--------------+
| |
以此类推，如果在该目录上再mount一个新的文件系统，基本逻辑是相同的。
因此在路径查找过程中，每查找到一个新的目录，都要对该目录的d_mounted 进行判断，看是否在该目录上mount的了文件系统，如果是，则要切换文件系统（切换查找过程中的 dentry 和 vfsmount）
这个过程是要递归的，即如果一个路径上mount了多个文件系统（如上面的例子），要递归到最后一个mount的文件系统（其dentry 的 d_mounted 为0）为止。
对于路径查找，我们补充说明一下两种特殊的情况：
一、路径中的 "." 和 ".."
对于 "." ，很明显，就是当前目录，不需要额外的处理，简单跳过即可
例如： /home/./xpl 当查找到 "." 的时候，还是 home 目录，因而 "." 的 dentry 和vfsmount 还是 目录 home的 dentry 和 vfsmount
对于 ".."， 这个需要跳到上一级目录，在这里，要注意：
1. 如果发现已经没法向上了，就不再向上，而保持当前的路径。比如："/../" ，已经是根目录了，返回的结果仍然是根目录。
2. 如果发现当前的 dentry 是当前文件系统的根目录，并且该文件系统是mount到其他文件系统上的，这个时候就要反溯文件系统，要切换到原来mount的文件系统后，再向上一级目录。这个反溯过程也是要递归的。
比如我们上面的例子中："/home/xpl" 先mount了一个 hdb1 的文件系统，然后又mount 了一个 hdb2 的文件系统。
在执行".." 查找的时候：
1）我们发现当前的目录是hdb2 的根目录(vfsmount->mnt_root)，并且mount到了hdb1上(vfsmount != vfsmount->parent)，这个时候我们就要先切换到 hdb1 的文件系统中, 此时vfsmount 换为hdb1 的vfsmount， dentry换成 hdb2的mountpoint。
2） 接下来要递归上面的文件系统切换，我们发现 当前的dentry 是hdb1文件系统的根目录,并且mount到了别的文件系统上，这个时候就要继续切换。
3) 当所有的递归完成以后，我们得到了根文件系统的 xpl目录的dentry，然后再执行向上的操作（".."），最后得到 "/home"
二、路径中的符号链接
如果路径中有符号链接，我们要跟随符号链接的路径。其实这个过程只是一个简单的递归。
在路径查找中，我们得到一个dentry后，要判断这个dentry是否是一个符号链接。通过判断 dentry->d_inode->i_op->follow_link 是否是NULL，即是否有follow_link方法来判断是不是符号链接。
如果是符号链接的话，我们需要通过这个inode的follow_link 来获得链接的路径。
例如有这么一个符号链接： /home/xpl/link -> /mnt/disk
我们会获得到其链接的路径 "/mnt/disk"， 接下来就是继续解析链接的路径名，即查找 "/mnt/disk"， 这个查找过程和普通的查找是一样的，递归下去，最终找到需要的目标。