202301阅读hellofs源码

im天行
124 阅读3分钟

缘起

  • 来自于2023年1月想找一个新的年度的topic来深入一下，正好看了操作系统，就想看下文件系统，之前也看过，无疾而终，一般也就开了个头，然后就没有然后了。
  • 看看自己一本内核书上的零星笔记就是这样，于是在某乎上找了下看看是不是有学习曲线啥的，现在吧我已经不太贪一些高大上的书，或经典的书了，因为以我的水平，基本上是看不搞的，我只能先从基本的看起。
  • 本文也许更适合基础差或非科班的人看，大佬可能会觉得简单。

内容

一、前置知识

  • 翻看下《操作系统》书中的文件系统章节中的“文件目录”章节中的，文件控制块、目录项啥的有个概念，有一点linux的树形文件的概念
  • 《Linux内核探秘 深入解析文件系统和设备驱动的架构与设计》中的chap2文件系统，了解一下超级块super_block、目录项dentry、索引节点inode这些结构体
  • hellofs代码下载，原作者的，我就不放我的注释后的链接了。

二、动手实践

  • 想在设备上跑一下的，我自己在NAS上装了个docker（centos7）和raspberry上跑了一下，能编译出.ko文件，但不能inmod，目前来看是header版本不一样。
    • 刚看作者回复的帖子上写的是centos6，我有空在docker上装个再试下

三、源码

2.1、写在前面

  • 作者用的还是VFS能力，但还是自己定义了上面这些结构体，operation是个很重要的机制，本质上应用是回调
  • 读了3回
    • 1、刚下载过来时，粗略看了一下，基本没看出来啥，看看入口，看看脚本
    • 2、01-28，粗略看过一遍《Linux内核探秘》chap2后，折腾环境时，又花了40min看了下代码，不太懂里面的调用关系
    • 3、02-02，对着代码过了一遍《Linux内核揭秘》chap02后，再看这个架构基本就符合书中的aufs。
  • 整体架构
    • 1、module里的hellofs_init去调用register_filesystem(&hellofs_fs_type)，作用是把文件系统登记到内核。
      • 注意一下参数里面的结构体，用struct file_system_type定义了，指定了hellofs_mount和hellofs_kill_superblock
    • 2、super.c中hellofs_mount挂载，为了申请相应的结构体，用mount_bdev()，去调用hellofs_fill_super()
    • 3、在文件系统内创建目录和文件

2.2、源码结构

2.2.1、main方法
  • hellofs.h和mkfs-hellofs.c，可以后面看，往对应结构里放数据
2.2.2、创建内核module
  • hellofs_init去调用register_filesystem(&hellofs_fs_type)，作用是把文件系统登记到内核。
2.2.3、挂载mount

  • 相当于把super.c、inode.c、file.c、dir.c关联起来了

  • super.c里实现，不仅实现了**hellofs_fill_super，也有hellofs_get_hellofs_inode，还有hellofs_fill_inode**，实现了结构体的分配和填充

  • inode.c

  • dir.c和file.c怎么关联呢，通过hellofs_fill_inode()填充了``inode->i_fop`

    • inode->i_fop = &hellofs_file_operations;
    • inode->i_fop = &hellofs_dir_operations;
    • 它们是啥操作是由hellofs_inode->mode的值决定的

2.3、逐行读代码

  • 这个确实没读
  • 大概记了一下，内核中的
    • sb_bread()
    • new_inode
    • inode_init_owner
  • 总体来说，业务不复杂，就是结构体字段要熟悉一点。

四、下阶段

  • 想输出《Linux内核探秘》自己的读书笔记，而不是摘要笔记，毕竟内核代码可以在线看的elixir.bootlin.com/linux/v2.6.…
  • 继续啃源码，想厘清一下作者说的device mapper概念
  • zfs也开始同步看起来，先往收纳箱里放着，到时需要再自己整理一下，前期看不太懂的时候，多去回顾，多去看几遍，应该会有收获。

最后

  • 2023-02-02花了40min写了一下，有空的时候，再逐行把源码给注释了，找个假期吧，打工期间不太有空。
  • 刚开始看时，觉得没啥头绪，现在看来好像也没啥东西，整体能串起来，但细节可能还是不清楚。
  • 感谢祁老板的赠书，我看下去了，对我帮助挺大的。
  • 可能把这个框架整完后，内核中的autofs，sysfs，可能都差不多。
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