Linux文件系统

图9.6 一个已安装的文件系统

每个文件系统用一个vfsmount结构来描叙。如图9.6所示。它们被排入由vfsmntlist指向的的链表中。

另外一个指针：vfsmnttail指向链表的最后一个入口, 同时mru_vfsmnt指针指向最近使用最多的文件系统。 每个vfsmount结构中由以下部分组成：包含此文件系统的块设备的设备号，此文件系统安装的目录以及文件 系统安装时分配的VFS超块指针。VFS超块指向这种类型文件系统和此文件系统根inode的file_system_type结构。一旦此文件系统被加载, 这个inode将一直驻留在VFS inod cache中。

9.2.5  在虚拟文件系统中搜寻文件
为了在虚拟文件系统中找到某个文件的VFS inode，VFS必须依次解析此文件名字中的间接目录直到找到此VFS inode。每次目录查找包括一个对包含在表示父目录VFS inode中的查找函数的调用。由于我们总是让每个文件系统的根可用并且由此系统的VFS 超块指向它，所以这是一个可行方案。每次在实际文件系统中寻找inode 时，文件系统将在目录cache中寻找相应目录。如果在目录cache中无相应入口则文件系统必须从底层文件系统或inode cache中取得此VFS inode。

9.2.6  Creating a File in the Virtual File System

9.2.7  卸载文件系统
如果已安装文件系统中有些文件还在被系统使用则不能卸载此文件系统。例如有进程使用/mnt/cdrom或其子目录时将不能卸载此文件系统。如果将要卸载的文件系统中有些文件还在被使用，那么在VFS inode cache中有与其对应的VFS inode。通过在inode链表中查找此文件系统占用设备的inode来完成此工作。对应此已安装文件系统的VFS超块为dirty，表示它已被修改过所以必须写回到磁盘的文件系统中。一旦写入磁盘,VFS超块占用的内存将归还到核心的空闲内存池中。最后对应的vfsmount结构将从vfsmntlist中释放。

9.2.8  The VFS Inode Cache
操纵已安装文件系统时，它们的VFS inode将被连续读写。虚拟文件系统通过维护一个inode cache来加速对所有已安装文件系统的访问。每次VFS inode都可从inode cache中读取出来以加速对物理设备的访问。

VFS inode cache以散列表形式实现，其入口时指向具有相同散列值的VFS inode链表。每个inode的散列值可通过包含此文件系统的底层物理设备标志符和inode号计算出来。每当虚拟文件系统访问一个inode时,系统将首先在VFS inode cache中查找。为了在cache中寻找inode，系统先计算出其散列值然后将其作为inode散列表的索引。这样将得到指向一系列相同散列值的inode链表。然后依次读取每个inode直到找到那个具有相同inode号以及设备标志符的inode为止。

如果在cache中找到了此inode则它的count值递增以表示用户增加了一个,同时文件操作将继续进行。否则必须找到一个空闲VFS inode以便文件系统能从内存中读取此inode。VFS有许多种选择来取得空闲inode。如果系统可以分配多个VFS inode则它将按如下步骤进行：首先分配核心页面并将其打碎成新的空闲inode并将其放入inode链表中。系统所有的VFS inode都被放到由first_inode指向的链表和inode散列表中。如果系统已经拥有所有inode, 则它必须找到便于重新使用的inode。那些inode最好count记数为0；因为这种inode没有谁在使用。很重要的VFS inode，如文件系统的根inode，其count 域总是大于0，所以它所使用的inode是不能被重新使用的。一旦找到可重用inode则应清除之: 其VFS inode可能为dirty,必须要写入到文件系统中或者需要加锁，此时系统必须等到解锁时才能继续运行。

找到新的VFS inode后必须调用文件系统相关例程使用从底层实际文件系统中读出的内容填充它。在填充过程 中，此新VFS inode的count记数为1并被加锁以排斥其它进程对它的使用直到此inode包含有效信息为止。