Разработка ядра Linux (Второе издание)

Лав Роберт

 struct semaphore s_vfs_rename_sem; /* семафор переименования */

};

Код для создания, управления и ликвидации объектов суперблок находится в файле

fs/super.c

. Объект суперблок создается и инициализируется в функции

alloc_super

. Эта функция вызывается при монтировании файловой системы, которая считывает суперблок файловой системы с диска и заполняет поля объекта суперблок.

Операции суперблока

Наиболее

важный элемент суперблока — это поле

s_op

, которое является указателем на таблицу операций суперблока. Таблица операций суперблока представлена с помощью структуры

struct super_operations

, которая определена в файле

<linux/fs.h>

. Она выглядит следующим образом.

struct super_operations {

 struct inode *(*alloc_inode)(struct super_block *sb);

 void (*destroy_inode)(struct inode*);

 void (*read_inode)(struct inode*);

 void (*dirty_inode)(struct inode*);

 void (*write_inode)(struct inode*, int);

 void (*put inode)(struct inode*);

 void (*drop_inode)(struct inode*);

 void (*delete_inode)(struct inode*);

 void (*put_super)(struct super_block*);

 void (*write_super)(struct super block*);

 int (*sync_fs)(struct super_block*, int);

 void (*write_super_lockfs)(struct super_block*);

 void (*unlockfs)(struct super_block*);

 int (*statfs)(struct super_block*, struct statfs*);

 int (*remount_fs)(struct super_block*, int*, char*);

 void (*clear_inode)(struct inode*);

 void (*umount_begin)(struct super block*);

 int (*show_options)(struct seq_file*, struct vfsmount*);

};

Каждое поле этой структуры представляет собой указатель на функцию, которая работает с объектом суперблок. Операции суперблока выполняют низкоуровневые действия с файловой системой и ее файловыми индексами.

Когда для файловой системы необходимо выполнить операции с суперблоком, то выполняется разыменование указателя на суперблок, и далее получается указатель на необходимый метод. Например, если файловой системе необходимо записать суперблок, то вызывается следующая функция.

sb->s_op->write_super(sb);

где параметр sb — это указатель на суперблок файловой системы. Следуя по указателю

s_op

, получаем таблицу операций суперблока и, наконец, необходимую функцию

write_super

, которая вызывается непосредственно. Следует обратить внимание на то, что вызову функции

write_super

необходимо передать указатель на суперблок в качестве параметра, несмотря на то что метод связан с суперблоком. Это происходит от того, что язык программирования С не объектно-ориентирован. В C++ аналогичный вызов может быть выполнен следующим образом.

sb.write_super;

В

языке С нет простого способа получить указатель на объект, для которого вызван метод, поэтому его необходимо передавать явно.

Рассмотрим операции суперблока, которые описаны в структуре

super_operations

.

• 

struct inode* alloc_inode(struct super_block *sb)

— эта функция создает и инициализирует новый объект файлового индекса, связанного с данным суперблоком.

• 

void destroy_inode(struct inode *inode)

— эта функция уничтожает данный объект индекса файла.

• 

void read_inode(struct inode *inode)

— эта функция считывает с диска файловый индекс с номером

inode->i_ino

и заполняет все остальные поля структуры данных индекса.

• 

void dirty_inode(struct inode *inode)

— эта функция вызывается подсистемой VFS, когда в индекс вносятся изменения (dirty). Журналируемые файловые системы (как, например, ext3) используют эту функцию для обновления журнала.

• 

void write_inode(struct inode inode*, int wait)

— эта функция записывает указанный индекс на диск. Параметр

wait

указывает, должна ли данная операция выполняться синхронно.

• 

void put_inode(struct inode *inode)

— эта функция освобождает указанный индекс.

• 

void drop_inode(struct inode *inode)

— эта функция вызывается подсистемой VFS, когда исчезает последняя ссылка на индекс. Обычные файловые системы Unix никогда не определяют эту функцию, в таком случае подсистема VFS просто удаляет индекс. Вызывающий код должен удерживать блокировку

inode_lock

.

• 

void delete_inode(struct inode *inode)

— эта функция удаляет индекс файла с диска.

•

void put_super(struct super_block *sb)

— эта функция вызывается подсистемой VFS при размонтировании файловой системы, чтобы освободить указанный суперблок.

• 

void write_super(struct super_block *sb)

— эта функция обновляет суперблок на диске данными из указанного суперблока. Подсистема VFS вызывает эту функцию для синхронизации измененного суперблока в памяти с данными суперблока на диске.

• 

int sync_fs(struct super_block *sb, int wait)

— эта функция синхронизирует метаданные файловой системы с данными на диске. Параметр

wait

указывает, должна ли операция быть синхронной или асинхронной.

• 

void write_super_lockfs(struct super_block *sb)

— эта функция предотвращает изменения файловой системы и затем обновляет данные суперблока на диске данными из указанного суперблока. Сейчас она используется диспетчером логических томов (LVM, Logical Volume Manager).

• 

void unlockfs(struct super_block *sb)

— эта функция разблокирует файловую систему после выполнения функции

write_super_lockfs

.

• 

int statfs(struct super_block *sb, struct statfs *statfs)

— эта функция вызывается подсистемой VFS для получения статистики файловой системы, Статистика указанной файловой системы записывается в структуру

statfs

.