回顧

前文我們講了mount系統調用的用法，以及每個參數的含義。mount系統調用有5個參數，分別是：

• source: 文件系統所在設備名稱（或網絡文件系統的remote掛載點等）
• target: 要掛載到的位置，一般是目錄名。
• filesystemtype: 文件系統名稱。
• mountflags: 文件系統通用掛載選項。
• data: 文件系統特用掛載選項。

下面我們就來看一下這五個參數在經過mount系統調用進入內核之后是如何被傳遞的。（本文會涉及大量代碼，解釋內容可能部分以代碼注釋的形式出現）

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SYSCALL_mount

這是內核執行mount系統調用的第一個地方，代碼如下（來自Linux 4.17-rc2 fs/namespace.c）：

SYSCALL_DEFINE5(mount, char __user *, dev_name, char __user *, dir_name, char __user *, type, unsigned long, flags, void __user *, data) { return ksys_mount(dev_name, dir_name, type, flags, data); }

沒有什么特別的（本文不講解系統調用定義過程），mount的五個參數中的四個指針參數所對應的內容還處在用戶層(__user)，并別對應了dev_name, dirname, type, flags 和data，內容沒有做任何更改，從字面上也很容易理解。接著直接將參數傳遞給ksys_mount函數繼續處理（老kernel是沒有封裝到ksys_mount函數的）（來自Linux 4.17-rc2 fs/namespace.c）：

int ksys_mount(char __user *dev_name, char __user *dir_name, char __user *type, unsigned long flags, void __user *data) { int ret; char *kernel_type; char *kernel_dev; void *options; kernel_type = copy_mount_string(type); ret = PTR_ERR(kernel_type); if (IS_ERR(kernel_type)) goto out_type; kernel_dev = copy_mount_string(dev_name); ret = PTR_ERR(kernel_dev); if (IS_ERR(kernel_dev)) goto out_dev; options = copy_mount_options(data); ret = PTR_ERR(options); if (IS_ERR(options)) goto out_data; ret = do_mount(kernel_dev, dir_name, kernel_type, flags, options); kfree(options); out_data: kfree(kernel_dev); out_dev: kfree(kernel_type); out_type: return ret; }

ksys_mount函數很簡單，copy_mount_string將用戶層的內容拷貝到內核層（至于dir_name為什么沒有被這樣處理我們下面再說），然后就是調用do_mount做下面的工作。

ksys_mount->do_mount

（來自Linux 4.17-rc2 fs/namespace.c）：

/** Flags is a 32-bit value that allows up to 31 non-fs dependent flags to* be given to the mount() call (ie: read-only, no-dev, no-suid etc).** data is a (void *) that can point to any structure up to* PAGE_SIZE-1 bytes, which can contain arbitrary fs-dependent* information (or be NULL).** Pre-0.97 versions of mount() didn't have a flags word.* When the flags word was introduced its top half was required* to have the magic value 0xC0ED, and this remained so until 2.4.0-test9.* Therefore, if this magic number is present, it carries no information* and must be discarded.*/ long do_mount(const char *dev_name, const char __user *dir_name,const char *type_page, unsigned long flags, void *data_page) {struct path path;// 注意這里， 后面flags將被分為mnt_flags和sb_flags，// 這個在老的內核里是沒有分開的unsigned int mnt_flags = 0, sb_flags;int retval = 0;/* Discard magic */if ((flags & MS_MGC_MSK) == MS_MGC_VAL)flags &= ~MS_MGC_MSK;/* Basic sanity checks */if (data_page)((char *)data_page)[PAGE_SIZE - 1] = 0;if (flags & MS_NOUSER)return -EINVAL;// 上面為什么沒有對dir_name做copy_mount_string操作， 答案在這。// 這里用user_path直接將dir_name轉撐struct path的格式放入內核層。// path是內核做路徑名操作的常用結構體。/* ... and get the mountpoint */retval = user_path(dir_name, &path);if (retval)return retval;// 這里和LSM有關，是另外話題retval = security_sb_mount(dev_name, &path,type_page, flags, data_page);if (!retval && !may_mount())retval = -EPERM;// 如果flags使能SB_MANDLOCK，檢查當前kernel是否支持MANDATORY_FILE_LOCKINGif (!retval && (flags & SB_MANDLOCK) && !may_mandlock())retval = -EPERM;if (retval)goto dput_out;// 下面英語說的很清楚.../* Default to relatime unless overriden */if (!(flags & MS_NOATIME))mnt_flags |= MNT_RELATIME;// 還在處理flags，對于這些flags的含義請從參考上一篇文章。/* Separate the per-mountpoint flags */if (flags & MS_NOSUID)mnt_flags |= MNT_NOSUID;if (flags & MS_NODEV)mnt_flags |= MNT_NODEV;if (flags & MS_NOEXEC)mnt_flags |= MNT_NOEXEC;if (flags & MS_NOATIME)mnt_flags |= MNT_NOATIME;if (flags & MS_NODIRATIME)mnt_flags |= MNT_NODIRATIME;if (flags & MS_STRICTATIME)mnt_flags &= ~(MNT_RELATIME | MNT_NOATIME);if (flags & MS_RDONLY)mnt_flags |= MNT_READONLY;// 和remount相關的處理/* The default atime for remount is preservation */if ((flags & MS_REMOUNT) &&((flags & (MS_NOATIME | MS_NODIRATIME | MS_RELATIME |MS_STRICTATIME)) == 0)) {mnt_flags &= ~MNT_ATIME_MASK;mnt_flags |= path.mnt->mnt_flags & MNT_ATIME_MASK;}// 從flags中提出sb_flags相關的部分sb_flags = flags & (SB_RDONLY |SB_SYNCHRONOUS |SB_MANDLOCK |SB_DIRSYNC |SB_SILENT |SB_POSIXACL |SB_LAZYTIME |SB_I_VERSION);// 下面根據flags的標記，決定是做下面哪種mount操作。// do_new_mount是最普通，我們最常見的mount。bind，move，remount以及和// shared-sub-tree有關操作的含義參見相關man page以及Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt// 相關文檔。if (flags & MS_REMOUNT)retval = do_remount(&path, flags, sb_flags, mnt_flags,data_page);else if (flags & MS_BIND)retval = do_loopback(&path, dev_name, flags & MS_REC);else if (flags & (MS_SHARED | MS_PRIVATE | MS_SLAVE | MS_UNBINDABLE))retval = do_change_type(&path, flags);else if (flags & MS_MOVE)retval = do_move_mount(&path, dev_name);elseretval = do_new_mount(&path, type_page, sb_flags, mnt_flags,dev_name, data_page); dput_out:path_put(&path);return retval; }

從do_mount的代碼可以它主要就是：

將dir_name解析為path格式到內核

一路解析flags位表，將flags拆分位mnt_flags和sb_flags

根據flags中的標記，決定下面做哪一個mount操作。

為了保持文章的連貫性，這里就追蹤最普通的mount操作向下看，即do_new_mount。其它mount操作如果有時間再另外講解。

ksys_mount->do_mount->do_new_mount

注意到了do_new_mount這里原來的五個參數變成了六個參數，flags被分成了兩部分，dir_name也變成了path結構，其他還保持原格式被存入內核page中。

(來自Linux 4.17-rc2 fs/namespace.c)

/** create a new mount for userspace and request it to be added into the* namespace's tree*/ static int do_new_mount(struct path *path, const char *fstype, int sb_flags,int mnt_flags, const char *name, void *data) {struct file_system_type *type;struct vfsmount *mnt;int err;if (!fstype)return -EINVAL;// get_fs_type我們在第一篇講file_system_type的時候就提到過，它是根據文件系統// 名稱找到對應的已注冊的file_system_type實例。這個實例里有一個很重要的東西就是// mount回調函數。type = get_fs_type(fstype);if (!type)return -ENODEV;// 這個地方是很重要的一步，也是我們第一次接觸vfsmount這個結構的地方。// 先簡單來說vfs_kern_mount會調用特定文件系統類型(type里)的mount回調函數，// 構建好一個vfsmount結構。具體怎么做的我們等下面講vfsmount的時候再說。mnt = vfs_kern_mount(type, sb_flags, name, data);if (!IS_ERR(mnt) && (type->fs_flags & FS_HAS_SUBTYPE) &&!mnt->mnt_sb->s_subtype)mnt = fs_set_subtype(mnt, fstype);put_filesystem(type);if (IS_ERR(mnt))return PTR_ERR(mnt);if (mount_too_revealing(mnt, &mnt_flags)) {mntput(mnt);return -EPERM;}// 將得到的vfsmount結構加入全局目錄樹。err = do_add_mount(real_mount(mnt), path, mnt_flags);if (err)mntput(mnt);return err; }

到此有兩個重要的地方vfs_kern_mount和do_add_mount。按照邏輯順序我們下面應該說到do_add_mount了，但是在此之前我們得先解釋一下vfs_kern_mount和vfsmount結構。

struct mount和struct vfsmount

struct mount代表著一個mount實例(一次真正掛載對應一個mount實例)，其中struct vfsmount定義的mnt成員是它最核心的部分。過去沒有stuct mount，mount和vfsmount的成員都在vfsmount里，現在linux將vfsmount改作mount結構體，并將mount中mnt_root, mnt_sb, mnt_flags成員移到vfsmount結構體中了。這樣使得vfsmount的內容更加精簡，在很多情況下只需要傳遞vfsmount而已。

來看一下struct vfsmount的定義(來自Linux 4.17-rc2 include/linux/mount.h)

struct vfsmount {struct dentry *mnt_root; /* 指向這個文件系統的根的dentry */struct super_block *mnt_sb; /* 指向這個文件系統的超級塊對象 */int mnt_flags; /* 此文件系統的掛載標志 */ } __randomize_layout;

以及struct mount的定義(來自Linux 4.17-rc2 fs/mount.h)

struct mount {struct hlist_node mnt_hash; /* 用于鏈接到全局已掛載文件系統的鏈表 */struct mount *mnt_parent; /* 指向此文件系統的掛載點所屬的文件系統，即父文件系統 */ struct dentry *mnt_mountpoint; /* 指向此文件系統的掛載點的dentry */struct vfsmount mnt; /* 指向此文件系統的vfsmount實例 */union {struct rcu_head mnt_rcu;struct llist_node mnt_llist;}; #ifdef CONFIG_SMPstruct mnt_pcp __percpu *mnt_pcp; #elseint mnt_count;int mnt_writers; #endifstruct list_head mnt_mounts; /* 掛載在此文件系統下的所有子文件系統的鏈表的表頭，下面的節點都是mnt_child */struct list_head mnt_child; /* 鏈接到被此文件系統所掛的父文件系統的mnt_mounts上 */struct list_head mnt_instance; /* 鏈接到sb->s_mounts上的一個mount實例 */const char *mnt_devname; /* 設備名，如/dev/sdb1 */struct list_head mnt_list; /* 鏈接到進程namespace中已掛載文件系統中，表頭為mnt_namespace的list域 */ struct list_head mnt_expire; /* 鏈接到一些文件系統專有的過期鏈表，如NFS, CIFS等 */struct list_head mnt_share; /* 鏈接到共享掛載的循環鏈表中 */struct list_head mnt_slave_list;/* 此文件系統的slave mount鏈表的表頭 */struct list_head mnt_slave; /* 連接到master文件系統的mnt_slave_list */struct mount *mnt_master; /* 指向此文件系統的master文件系統，slave is on master->mnt_slave_list */struct mnt_namespace *mnt_ns; /* 指向包含這個文件系統的進程的name space */struct mountpoint *mnt_mp; /* where is it mounted */struct hlist_node mnt_mp_list; /* list mounts with the same mountpoint */struct list_head mnt_umounting; /* list entry for umount propagation */ #ifdef CONFIG_FSNOTIFYstruct fsnotify_mark_connector __rcu *mnt_fsnotify_marks;__u32 mnt_fsnotify_mask; #endifint mnt_id; /* mount identifier */int mnt_group_id; /* peer group identifier */int mnt_expiry_mark; /* true if marked for expiry */struct hlist_head mnt_pins;struct fs_pin mnt_umount;struct dentry *mnt_ex_mountpoint; } __randomize_layout;

如果你被struct mount的結構嚇到了，那你是可以被理解的。能理解里面所有成員真正含義和用法及所有細節的人基本上就是Al Viro（VFS的maintainer）了。還好你在面對一個最普通的mount操作時不需要理解struct mount里所有的內容，后面我們會單獨講mount實例在掛載操作中的用途（當然也僅限普通掛載）。

struct vfsmount里面的東西倒是比較少，只有三個。這3個參數也就是通過vfs_kern_mount來得到的。我們將在下一篇文章講述怎么通過vfs_kern_mount得到一個vfsmount(以及一個半初始化struct mount)。在這里先知道，在全局文件系統（目錄結構）樹上一個文件的位置不是由dentry唯一確定，因為有了掛載關系，一切都變的復雜了，比如一個文件系統可以掛裝載到不同的掛載點。所以文件系統樹的一個位置要由<mount, dentry>二元組（或者說<vfsmount, dentry>）來確定（路徑名查找是另一個大坑，那就不是下幾篇文章講的事情了，那是另一系列文章的問題了...）。

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更多內容請參閱：

醉臥沙場：README - 專欄文章總索引

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mount 网络_mount系统调用(ksys_mount-gt;do_mount-gt;do_new_mount)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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