文件系统挂载详细分析（《图解Linux内核》虚拟文件系统篇笔记三）

上次说到文件查找和文件系统挂载的关系：文件系统挂载的时候创建了一个叫mnt的vfsmount结构体并穿越一堵堵墙在最后一堵墙后面垒上了自己的墙，而文件查找要在最后一堵墙上查找，而文件查找时穿越一堵堵墙的方式就是通过挂载时候建立的parent关系。所以说文件查找依赖于文件系统挂载。

至此，有一个疑惑就是文件系统挂载的时候创建了一个vfsmount结构体的mnt，后续在这颗文件树下的文件查找的时候就是依赖于这个vfsmount来进行的：

例如像《图解Linux内核》书中提到的，有这样一个场景：

mkdir -p /a/b
sudo mount -t proc proc /a/b
sudo mount -t sysfs sysfs /a/b
#分析查找/a/b/cl的过程

那么比如/a/b是处于ext4文件系统的，那么在查找a文件夹或者b文件夹的时候，第一次调用walk_component方法的时候（walk_component方法是用来处理一层目录的，或者说是根据nd当前查找的结果查找下一级目录的），nd->path.dentry指向的是/目录（根目录），nd->last代表的是a，即在/下面查找a，那么假如没有在/下面找到a这个dentry，就会创建一个（lookup_slow）：

static const char *walk_component(struct nameidata *nd, int flags)
{struct dentry *dentry;if (unlikely(nd->last_type != LAST_NORM)) {if (!(flags & WALK_MORE) && nd->depth)put_link(nd);return handle_dots(nd, nd->last_type);}//根据当前nd查询结果，查找有没有想要的dentry，有的话直接返回dentry = lookup_fast(nd);if (IS_ERR(dentry))return ERR_CAST(dentry);if (unlikely(!dentry)) {//如果没有想要的dentry，就创建一个dentry = lookup_slow(&nd->last, nd->path.dentry, nd->flags);if (IS_ERR(dentry))return ERR_CAST(dentry);}if (!(flags & WALK_MORE) && nd->depth)put_link(nd);return step_into(nd, flags, dentry);
}

然后step_into用来处理翻越一堵堵墙以及更新nd->path：

static const char *step_into(struct nameidata *nd, int flags,struct dentry *dentry)
{struct path path;struct inode *inode;//翻越一堵堵墙，path会存放当前目录所在的最外层的文件系统，也就是ext4int err = handle_mounts(nd, dentry, &path);nd->path = path;return NULL;
}
static inline int handle_mounts(struct nameidata *nd, struct dentry *dentry,struct path *path)
{bool jumped;int ret;path->mnt = nd->path.mnt;path->dentry = dentry;ret = traverse_mounts(path, &jumped, &nd->total_link_count, nd->flags);if (jumped) {if (unlikely(nd->flags & LOOKUP_NO_XDEV))ret = -EXDEV;elsend->state |= ND_JUMPED;}if (unlikely(ret)) {dput(path->dentry);if (path->mnt != nd->path.mnt)mntput(path->mnt);}return ret;
}
static int __traverse_mounts(struct path *path, unsigned flags, bool *jumped,int *count, unsigned lookup_flags)
{struct vfsmount *mnt = path->mnt;while (flags & DCACHE_MANAGED_DENTRY) {if (flags & DCACHE_MOUNTED) {	// something's mounted on it..struct vfsmount *mounted = lookup_mnt(path);//当前目录下挂载了文件系统if (mounted) {		// ... in our namespacedput(path->dentry);if (need_mntput)mntput(path->mnt);//更新当前文件系统path->mnt = mounted;//更新当前目录path->dentry = dget(mounted->mnt_root);// here we know it's positiveflags = path->dentry->d_flags;need_mntput = true;continue;}}}return ret;
}

那么第一次在/下面查找a的时候，/a这个目录是没有挂载文件系统的，那么handle_mounts是不会修改path的，也就是不会修改当前的dentry的。

然后再回到walk_component函数，在当前目录/a下找b，和a一样最后把当前dentry改成/a/b，而找到b之后，因为/a/b下面挂载了文件系统，所以handle_mounts会先把path->mnt改成proc、把path->dentry改成/root，再把path->mnt改成sysfs、把path->dentry改成/root。这样就找到了最后一堵墙，然后再执行walk_component在sysfs文件系统的/root下找c。

那么这个vfsmount结构体到底是啥？里面包含的这个inode是查找整颗文件树的起点，它究竟怎么创建出来的？不同的文件系统创建这个根inode的方式有何不同，创建出来的根inode又有何区别？