VFS四大对象之一 struct super_block

2022-05-10 19:31:02

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？参照下一篇博客；

 struct super_block {

     struct list_head    s_list;        /* Keep this first */

     dev_t            s_dev;        /* search index; _not_ kdev_t */

     unsigned char        s_dirt;

     unsigned char        s_blocksize_bits;

     unsigned long        s_blocksize;

     loff_t            s_maxbytes;    /* Max file size */

     struct file_system_type    *s_type;

     const struct super_operations    *s_op;

     const struct dquot_operations    *dq_op;

     const struct quotactl_ops    *s_qcop;

     const struct export_operations *s_export_op;

     unsigned long        s_flags;

     unsigned long        s_magic;

     struct dentry        *s_root;

     struct rw_semaphore    s_umount;

     struct mutex        s_lock;

     int            s_count;

     atomic_t        s_active;

 #ifdef CONFIG_SECURITY

     void                    *s_security;

 #endif

     const struct xattr_handler **s_xattr;

     struct list_head    s_inodes;    /* all inodes */

     struct hlist_bl_head    s_anon;        /* anonymous dentries for (nfs) exporting */

 #ifdef CONFIG_SMP

     struct list_head __percpu *s_files;

 #else

     struct list_head    s_files;

 #endif

     struct list_head    s_mounts;    /* list of mounts; _not_ for fs use */

     /* s_dentry_lru, s_nr_dentry_unused protected by dcache.c lru locks */

     struct list_head    s_dentry_lru;    /* unused dentry lru */

     int            s_nr_dentry_unused;    /* # of dentry on lru */

     /* s_inode_lru_lock protects s_inode_lru and s_nr_inodes_unused */

     spinlock_t        s_inode_lru_lock ____cacheline_aligned_in_smp;

     struct list_head    s_inode_lru;        /* unused inode lru */

     int            s_nr_inodes_unused;    /* # of inodes on lru */

     struct block_device    *s_bdev;

     struct backing_dev_info *s_bdi;

     struct mtd_info        *s_mtd;

     struct hlist_node    s_instances;

     struct quota_info    s_dquot;    /* Diskquota specific options */

     int            s_frozen;

     wait_queue_head_t    s_wait_unfrozen;

     char s_id[];                /* Informational name */

     u8 s_uuid[];                /* UUID */

     void             *s_fs_info;    /* Filesystem private info */

     unsigned int        s_max_links;

     fmode_t            s_mode;

     /* Granularity of c/m/atime in ns.

        Cannot be worse than a second */

     u32           s_time_gran;

     /*

      * The next field is for VFS *only*. No filesystems have any business

      * even looking at it. You had been warned.

      */

     struct mutex s_vfs_rename_mutex;    /* Kludge */

     /*

      * Filesystem subtype.  If non-empty the filesystem type field

      * in /proc/mounts will be "type.subtype"

      */

     char *s_subtype;

     /*

      * Saved mount options for lazy filesystems using

      * generic_show_options()

      */

     char __rcu *s_options;

     const struct dentry_operations *s_d_op; /* default d_op for dentries */

     /*

      * Saved pool identifier for cleancache (-1 means none)

      */

     int cleancache_poolid;

     struct shrinker s_shrink;    /* per-sb shrinker handle */

     /* Number of inodes with nlink == 0 but still referenced */

     atomic_long_t s_remove_count;

     /* Being remounted read-only */

     int s_readonly_remount;

 };

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。

 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。

 dev_t s_dev;

s_dev：设备标识符

 unsigned char        s_dirt;

 unsigned char        s_blocksize_bits;

 unsigned long        s_blocksize;

 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

 loff_t            s_maxbytes;    /* Max file size */

s_maxbytes：允许的最大的文件大小(字节数)

 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。

 const struct super_operations    *s_op;

 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。

 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。

 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

 struct dentry        *s_root;

s_root：指向该具体文件系统安装目录的目录项

 struct rw_semaphore    s_umount;

s_umount：对超级块读写时进行同步

 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

 int            s_count;

s_count：对超级块的使用计数

 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

码农公寓

一、super_block的含义：

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