ext4日志系统分析（一）

一、背景

ext4文件系统用的是jbd2日志系统。本篇博客从内核源码着手，大致分析jbd2日志系统。

二、源码分析

我这里用的是source insight工具来分析linux内核的源码。
内核版本为3.10.0。
首先我们搜索一下jbd2关键字。可以看到如下图所示：

可以看到，在fs/jbd2中存在6个文件。这个fs/jbd2中存的就是jbd2日志系统的代码。
一步一步来，先看看插入jbd2模块时系统做了什么工作。
插入模块的函数在Journal.c中被定义。位于2611-2640行。
（这个图片下面经常要用到，用到时记得往回翻看！）

插入模块时运行的是journal_init函数，退出模块时运行的是journal_exit函数。我们先来看看插入模块时初始化函数journal_init做了什么。

第2615行:

宏定义检查journal_superblock_s结构体的大小是否等于1024字节。
若不等于1024字节，就会报错。
可以进入这个结构体看看，

0x0400的大小表示这个结构体就是1024字节。如果这个结构体不是1024字节难道不该报错么？
这个结构体应该表示的是日志系统的固有属性。

第2617行：

journal_init_caches()函数
初始化日志所要用到的缓冲区，看看这个函数。

这个函数中调用了四个函数，都是用来初始化cache的。
分别为:
revoke_cache
head_cache
handle_cache
transaction_cache
以revoke_cache为例，我们看看它的函数

208-209：

断言jbd2_revoke_record_cache和jbd2_revoke_table_cache一定是空的。非空则报错。

211：

给revoke_record创建cache，使用SLAB分配机制。

213：

创建cache失败则跳到222销毁revoke_cache。

216：

给revoke_table创建cache，使用SLAB分配机制。

218：

创建cache失败则跳到224返回错误信息。
接下来我们回到journal_init函数继续来讲插入journal模块时运行的函数
这个时候假设cache已经创建成功了。会给ret返回0
接下来运行的就是jbd2_create_jbd_stats_proc_entry函数。

2619（往上翻我刚才说的那个图）

这个函数用来在/proc/fs下创建jbd2目录。jbd2用来存储日志的状态信息。
至于这些状态信息从哪里来的以后再说。这里只是创建了这个目录。
我们可以具体的看一下这些源码：

我们可以看到有两个jbd2_create_jbd_stats_proc_entry函数
一个是在/pro/fs下创建jbd2，一个是空循环函数。看2535、2550、2555可以知道这是内核中常用到的条件编译。#ifdef CONFIG_PROC_FS表示如果proc文件系统则编译下面的这段代码，否则，没有/proc目录，那么肯定也就无法创建jbd2，则执行空循环函数。
好了，接着讲journal_init函数。
之前我们说到，如果返回的ret等于0则表示初始化cache成功，接着会创建目录，那如果ret不等于0，也就是说cache的初始化失败了呢？（忘了ret是干吗的可以翻看前面第2个图片的代码）
这时就会执行jbd2_journal_destroy_caches函数

2621（往上翻我刚才说的那个图）

很明显，这个函数是用来销毁cache的，也就是说，cache创建失败了，那么严谨起见，不能就这么退出了，要先将cache销毁掉再报错。
看下该函数：

之前创建的四个cache在这里都要被销毁。那么，最后一个destroy_slabs函数是干什么的呢？我们可以进入这个函数看一下究竟。

为什么我连着上面一大段解释也要截图出来呢？是因为仅仅看此函数是看不出来究竟的。大家可以阅读上面的解释，那么此函数的作用就一目了然。
2171行可以看到，这些cache是在挂载时开辟出来的，用于复制缓冲区的数据。而在jbd2卸载时这些cache将被释放。也就是这个函数用来释放这些cache。
journal_init函数解释到这里先告一段落。
接下来我们看一下卸载模块时运行的函数journal_exit。

这里有一个条件编译，如果是JBD2的调试模式运行2629-2631，否则只运行其余部分。endif后面的代码就不用过多解释了，也就是删除目录与刚才讲过的cache的销毁。

2628

这段代码表示编译时是JBD2的调试模式。

2629

这是对nr_journal_heads的一个读原子操作。
我们看看这个变量。


2289行定义了这个变量是原子变量，初值为0
2326行表明，如果分配了一次journal_head，那么就会对它进行原子操作加1
2343行表明，如果释放了一次journal_head，那么就会对它进行原子操作减1
之前提过journal_head_cache，以后再细讲。

2631

这段代码表明，JBD2日志系统泄漏了n个journal_head。n是上面从nr_journal_heads中读出的数值。

三、总结

到这里jbd2模块装载与卸载时做了什么也就大致分析完了。接下来的博客会继续分析ext4的日志系统。