Linux独立模块如何使用struct mnt_namespace 结构体

在Linux内核中，struct mnt_namespace 用于管理挂载命名空间（Mount Namespace），它是实现容器文件系统隔离的核心结构。以下是使用该结构体的关键步骤和示例：

1. 关键结构体成员

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struct mnt_namespace {
    atomic_t        count;      // 引用计数
    struct mount *  root;       // 根挂载点
    struct list_head list;      // 挂载点链表头
    wait_queue_head_t poll;     // 等待队列
    u64             seq;        // 序列号（用于事件通知）
    // ... 其他成员（版本相关）
};

2. 使用场景

  • 获取当前命名空间
    通过当前进程的 nsproxy 获取：

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    struct mnt_namespace *ns = current->nsproxy->mnt_ns;

  • 创建新命名空间
    克隆时使用 CLONE_NEWNS 标志（需调用 copy_mnt_ns()）：

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    struct nsproxy *new_nsp = create_new_namespaces(CLONE_NEWNS, ...);

  • 遍历挂载点
    访问命名空间中的所有挂载点：

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    struct mount *mnt;
    list_for_each_entry(mnt, &ns->list, mnt_list) {
        // 操作 mnt
    }

3. 示例代码：打印当前命名空间的挂载点

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#include <linux/module.h>
#include <linux/nsproxy.h>
#include <linux/mount.h>
#include <linux/seq_file.h> // seq_path

static void print_mountpoints(struct mnt_namespace *ns) {
    struct mount *mnt;

    // 必须加锁防止并发修改
    down_read(&namespace_sem);
    list_for_each_entry(mnt, &ns->list, mnt_list) {
        struct path root_path = { .mnt = &mnt->mnt, .dentry = mnt->mnt.mnt_root };
        char *pathname = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);

        if (pathname) {
            // 获取挂载点路径
            seq_path(pathname, &root_path, " \t\n");
            pr_info("Mount: %s\n", pathname);
            kfree(pathname);
        }
    }
    up_read(&namespace_sem);
}

static int __init my_module_init(void) {
    struct mnt_namespace *ns = current->nsproxy->mnt_ns;
    get_mnt_ns(ns); // 增加引用计数
    print_mountpoints(ns);
    put_mnt_ns(ns); // 减少引用计数
    return 0;
}

module_init(my_module_init);
MODULE_LICENSE("GPL");

4. 注意事项

  • 引用计数管理

    • 使用 get_mnt_ns() 增加引用。
    • 使用 put_mnt_ns() 减少引用（防止内存泄漏）。

  • 同步锁
    操作 list 链表时需持有 namespace_sem 信号量（读锁用 down_read(), 写锁用 down_write()）。

  • 内核版本差异
    不同内核版本中结构体可能变化（如 v5.10+ 引入 ns->mounts 代替 list），需参考对应版本的源码。

5. 典型应用

  • 容器运行时：为每个容器创建独立的挂载命名空间。
  • 文件系统隔离：在 unshare(CLONE_NEWNS) 或 setns() 中操作命名空间。
  • 挂载点监控：通过遍历 ns->list 实时跟踪挂载变化。

提示：操作内核结构需谨慎！确保代码符合目标内核版本，并在开发环境中充分测试。