VFS四大对象之一 struct super_block

Posted 2020-10-04 yooooooo

linux虚拟文件系统四大对象：

1）超级块(super block)

2）索引节点(inode)

3）目录项(dentry)

4）文件对象(file)

现在先介绍第一个

一、super_block的含义：

超级块代表了整个文件系统，超级块是文件系统的控制块，有整个文件系统信息，一个文件系统所有的inode都要连接到超级块上，可以说，一个超级块就代表了一个文件系统。

说到inode是啥？

 1 struct super_block {
 2     struct list_head    s_list;        /* Keep this first */
 3     dev_t            s_dev;        /* search index; _not_ kdev_t */
 4     unsigned char        s_dirt;
 5     unsigned char        s_blocksize_bits;
 6     unsigned long        s_blocksize;
 7     loff_t            s_maxbytes;    /* Max file size */
 8     struct file_system_type    *s_type;
 9     const struct super_operations    *s_op;
10     const struct dquot_operations    *dq_op;
11     const struct quotactl_ops    *s_qcop;
12     const struct export_operations *s_export_op;
13     unsigned long        s_flags;
14     unsigned long        s_magic;
15     struct dentry        *s_root;
16     struct rw_semaphore    s_umount;
17     struct mutex        s_lock;
18     int            s_count;
19     atomic_t        s_active;
20 #ifdef CONFIG_SECURITY
21     void                    *s_security;
22 #endif
23     const struct xattr_handler **s_xattr;
24 
25     struct list_head    s_inodes;    /* all inodes */
26     struct hlist_bl_head    s_anon;        /* anonymous dentries for (nfs) exporting */
27 #ifdef CONFIG_SMP
28     struct list_head __percpu *s_files;
29 #else
30     struct list_head    s_files;
31 #endif
32     struct list_head    s_mounts;    /* list of mounts; _not_ for fs use */
33     /* s_dentry_lru, s_nr_dentry_unused protected by dcache.c lru locks */
34     struct list_head    s_dentry_lru;    /* unused dentry lru */
35     int            s_nr_dentry_unused;    /* # of dentry on lru */
36 
37     /* s_inode_lru_lock protects s_inode_lru and s_nr_inodes_unused */
38     spinlock_t        s_inode_lru_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
39     struct list_head    s_inode_lru;        /* unused inode lru */
40     int            s_nr_inodes_unused;    /* # of inodes on lru */
41 
42     struct block_device    *s_bdev;
43     struct backing_dev_info *s_bdi;
44     struct mtd_info        *s_mtd;
45     struct hlist_node    s_instances;
46     struct quota_info    s_dquot;    /* Diskquota specific options */
47 
48     int            s_frozen;
49     wait_queue_head_t    s_wait_unfrozen;
50 
51     char s_id[32];                /* Informational name */
52     u8 s_uuid[16];                /* UUID */
53 
54     void             *s_fs_info;    /* Filesystem private info */
55     unsigned int        s_max_links;
56     fmode_t            s_mode;
57 
58     /* Granularity of c/m/atime in ns.
59        Cannot be worse than a second */
60     u32           s_time_gran;
61 
62     /*
63      * The next field is for VFS *only*. No filesystems have any business
64      * even looking at it. You had been warned.
65      */
66     struct mutex s_vfs_rename_mutex;    /* Kludge */
67 
68     /*
69      * Filesystem subtype.  If non-empty the filesystem type field
70      * in /proc/mounts will be "type.subtype"
71      */
72     char *s_subtype;
73 
74     /*
75      * Saved mount options for lazy filesystems using
76      * generic_show_options()
77      */
78     char __rcu *s_options;
79     const struct dentry_operations *s_d_op; /* default d_op for dentries */
80 
81     /*
82      * Saved pool identifier for cleancache (-1 means none)
83      */
84     int cleancache_poolid;
85 
86     struct shrinker s_shrink;    /* per-sb shrinker handle */
87 
88     /* Number of inodes with nlink == 0 but still referenced */
89     atomic_long_t s_remove_count;
90 
91     /* Being remounted read-only */
92     int s_readonly_remount;
93 };

 

这个数据结构十分庞大，毕竟是聚集了一个文件系统的重要信息，我们关注一些比较重要的信息就行了。

 

1 struct list_head    s_list;

s_list 这是第一个成员，是一个双向循环链表，把所有的super_block连接起来，一个super_block代表一个在linux上的文件系统，这个list上边的就是所有的在linux上记录的文件系统。

 

1 dev_t s_dev;

 s_dev：设备标识符

 

1 unsigned char        s_dirt;
2 unsigned char        s_blocksize_bits;
3 unsigned long        s_blocksize;
4 loff_t            s_maxbytes;    /* Max file size */

 s_dev：包含该具体文件系统的块设备标识符。例如，对于 /dev/hda1，其设备标识符为 0x301

s_blocksize：文件系统中数据块大小，以字节单位

s_blocksize_bits：上面的size大小占用位数，例如512字节就是9 bits

s_dirt：脏位，标识是否超级块被修改

 

1 loff_t            s_maxbytes;    /* Max file size */

 s_maxbytes：允许的最大的文件大小(字节数)

 

 

1 struct file_system_type    *s_type;

 struct file_system_type *s_type：文件系统类型(也就是当前这个文件系统属于哪个类型？ext2还是fat32)要区分“文件系统”和“文件系统类型”不一样！一个文件系统类型下可以包括很多文件系统即很多的super_block。

 

1 const struct super_operations    *s_op;
2 const struct dquot_operations    *dq_op;

struct super_operations *s_op：指向某个特定的具体文件系统的用于超级块操作的函数集合。

struct dquot_operations *dq_op：指向某个特定的具体文件系统用于限额操作的函数集合。

 

 

1 const struct quotactl_ops    *s_qcop;

struct quotactl_ops     *s_qcop：用于配置磁盘限额的的方法，处理来自用户空间的请求。

 

1 const struct export_operations *s_export_op;

struct export_operations *s_export_op：导出方法

 

1 unsigned long        s_flags;

s_flags：安装标识

 

1 unsigned long        s_magic;

s_magic：区别于其他文件系统的标识

 

1 struct dentry        *s_root;

s_root：指向该具体文件系统安装目录的目录项

 

1 struct rw_semaphore    s_umount;

 

s_umount：对超级块读写时进行同步

 

1 struct mutex        s_lock;

 

s_lock：锁标志位，若置该位，则其它进程不能对该超级块操作

 

1 int            s_count;

 

s_count：对超级块的使用计数

 

1 atomic_t        s_active;

 

s_active：引用计数

 

 

s_dirty：已修改的索引节点inode形成的链表，一个文件系统中有很多的inode，有些inode节点的内容会被修改，那么会先被记录，然后写回磁盘。

s_locked_inodes：要进行同步的索引节点形成的链表

s_files：所有的已经打开文件的链表，这个file和实实在在的进程相关的

s_bdev：指向文件系统被安装的块设备

u：u 联合体域包括属于具体文件系统的超级块信息

s_instances：具体的意义后来会说的！(同一类型的文件系统通过这个子墩将所有的super_block连接起来)

s_dquot：磁盘限额相关选项

 

Reference：

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-02/32127.htm

 

http://blog.csdn.net/shanshanpt/article/details/38943731