linux文件系统初始化过程(1)---概述

术语表:

struct task进程

struct mnt_namespace命名空间

struct mount挂载点

struct vfsmount挂载项

struct file文件

struct super_block超级块

struct dentry目录

struct inode索引节点


一、目的

    linux文件系统主要分为三个部分:文件系统调用;虚拟文件系统(VFS);挂载到VFS的实际文件系统。

    其中,VFS是核心,linux文件系统的本质就是在内存中创建一棵VFS树。当根目录被创建后,用户就可以使用系统调用在VFS上创建文件、删除文件、挂载各种文件系统等操作。

    该系列文章主要分析linux3.10文件系统初始化过程,分为三个阶段:

    1、挂载根文件系统(rootfs)

    2、加载initrd

    3、挂载磁盘文件系统


二、常用数据结构

    linux文件系统中重要的数据结构有:文件、挂载点、超级块、目录项、索引节点等。每个数据结构的具体实现请参见源代码,这里不再描述。

    为了直观的表示数据结构之间的关系,请参见图1:图中含有两个文件系统(红色和绿色表示的部分),并且绿色文件系统挂载在红色文件系统tmp目录下。一般来说,每个文件系统在VFS层都是由挂载点、超级块、目录和索引节点组成;当挂载一个文件系统时,实际也就是创建这四个数据结构的过程,因此这四个数据结构的地位很重要,关系也很紧密。由于VFS要求实际的文件系统必须提供以上数据结构,所以不同的文件系统在VFS层可以互相访问。

    如果进程打开了某个文件,还会创建file(文件)数据结构,这样进程就可以通过file来访问VFS的文件系统了。

    另外,该图只给出了主要的关系结构,忽略了部分细节。

linux文件系统初始化过程(1)---概述_第1张图片

                               图1


、函数调用关系

    图2描述了文件系统初始化过程中主要的函数调用关系。linux文件系统初始化过程主要分为三个阶段:

    1vfs_caches_init()负责挂载rootfs文件系统,并创建了第一个挂载点目录:'/';

    2rest_init()负责加载initrd文件,扩展VFS树,创建基本的文件系统目录拓扑

    3init程序负责挂载磁盘文件系统,并将文件系统的根目录从rootfs切换到磁盘文件系统;

linux文件系统初始化过程(1)---概述_第2张图片

                   图2


四、总结

    linux文件系统初始化过程主要分为三个阶段:挂载rootfs,提供第一个挂载点''/;加载initrd,扩展VFS树;执行init程序,完成linux系统的初始化。下面会详细介绍每个阶段的主要内容。


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