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内部実装 ​

コミット 298edd6 のソースを読んだもの。ここでの主張はすべてファイルと行を指す。

コードマップ ​

パス責務
src/libcomposefs/lcfs-writer.cインメモリノードツリーの構築、ツリー計算、書き込みのディスパッチ
src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.cツリーを EROFS イメージにシリアライズ (最大のソースファイル)
src/libcomposefs/lcfs-mount.cEROFS イメージのマウントと overlayfs の重ね合わせ
src/libcomposefs/lcfs-fsverity.csha256 fs-verity Merkle ダイジェストの計算
src/libcomposefs/lcfs-internal.hインメモリ構造体: node、inode、xattr、書き込みコンテキスト
src/libcomposefs/lcfs-erofs.hcomposefs イメージヘッダと magic
src/tools/mkcomposefs.cディレクトリまたは dump からイメージを作る CLI
src/tools/mountcomposefs.cmount.composefs ヘルパ

中核データ構造 ​

struct lcfs_node_s はインメモリ構築ツリーの 1 ノードで、ファイル・ディレクトリ・シンボリックリンクのいずれかを表す (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:113)。子を children と children_size で、ハードリンクを link_to で、バッキングファイル名またはシンボリックリンク先を payload で、インライン内容を content で、fs-verity ダイジェストを digest で保持する (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:118, :123, :127, :129, :139)。後半のフィールド (erofs_nid, erofs_isize, inode_num) はシリアライズ中に埋められる (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:146, :152, :153)。

struct lcfs_inode_s は POSIX の inode メタデータ (st_mode, st_nlink, st_uid, st_gid, st_rdev, st_size, st_mtim_sec/st_mtim_nsec) で、各ノードに inode として埋め込まれる (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:102, 埋め込みは src/libcomposefs/lcfs-internal.h:141)。

struct lcfs_xattr_s は単一の拡張属性で、複数 inode 間で共有して重複を減らす場合を除き、erofs_shared_xattr_offset は -1 に設定される (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:93, :99)。

struct lcfs_ctx_s は書き込みコンテキスト。root、BFS キュー末尾 queue_end、num_inodes、再現性フィールド min_mtim_sec/min_mtim_nsec、has_acl、そして出力コールバック write_cb と bytes_written を持つ (src/libcomposefs/lcfs-internal.h:158)。EROFS シリアライザはこれを自身の拡張版 lcfs_ctx_erofs_s にキャストする。

struct lcfs_erofs_header_s は EROFS スーパーブロックの前に書かれる composefs ヘッダ (src/libcomposefs/lcfs-erofs.h:18):

c
struct lcfs_erofs_header_s {
    uint32_t magic;
    uint32_t version;
    uint32_t flags;
    uint32_t composefs_version;
    uint32_t unused[4];
} __attribute__((__packed__));

magic は LCFS_EROFS_MAGIC で、0xd078629aU と定義される (src/libcomposefs/lcfs-erofs.h:12)。mount のパスは何をするより先にこのヘッダを読み、magic を照合する (src/libcomposefs/lcfs-mount.c:653)。

追う価値のあるパス ​

lcfs_write_erofs_to はノードツリーがイメージになる場所だ (src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.c:1385)。オンディスク形式向けに magic と version をリトルエンディアンに変換しつつ、ヘッダをその場で初期化する:

c
struct lcfs_erofs_header_s header = {
    .magic = lcfs_u32_to_file(((uint32_t)LCFS_EROFS_MAGIC)),
    .version = lcfs_u32_to_file(((uint32_t)LCFS_EROFS_VERSION)),
    .composefs_version = lcfs_u32_to_file(ctx->options->version),
};

続いて入力ツリーを clone し、overlayfs 向けに書き換え、ツリーを計算する (src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.c:1403, :1410, :1414)。共有 xattr と inode レイアウトを計算した後 (src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.c:1418, :1422)、ヘッダを書き、EROFS_SUPER_OFFSET までパディングし、スーパーブロックのフィールドを埋め、inode を書く:

text
lcfs_write(header)                 // :1431
lcfs_write_pad to EROFS_SUPER_OFFSET  // :1435
set superblock meta_blkaddr/root_nid/xattr_blkaddr/blocks  // :1448-1463
lcfs_write(superblock)             // :1470
write_erofs_inodes(ctx)            // :1476

write_erofs_inodes はツリーを走査し、各 inode の本体を write_erofs_inode_data を通じて書く (src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.c:1045, inode ごとは src/libcomposefs/lcfs-writer-erofs.c:822)。lcfs_write_to に戻り、形式固有の書き込みが返ると、呼び出し側が要求していればイメージ全体の fs-verity ダイジェストが取り出される (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:432)。

読んで驚いた点 ​

lcfs_compute_tree は 1 回の幅優先パスで、無関係な複数の仕事を同時にこなす (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:176)。同じループの中で、ディレクトリのリンク数を 2 + サブディレクトリ数 に修正し (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:199)、ディレクトリのハードリンクを拒否し (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:212)、各ノードの xattr を qsort で正規順にソートし (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:221)、ツリー全体の最小 mtime を追跡する (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:225)。キューはツリー自身で、走査が進むにつれ子が next ポインタを通じて追加される (src/libcomposefs/lcfs-writer.c:253)。

mount のパスは、カーネルが EROFS イメージをどう受け入れるかについて防御的だ。lcfs_mount_erofs_ovl はまず /proc/self/fd/N 経由のマウントを試み、それが ENOTBLK を返したときだけループデバイスを用意して再試行する (src/libcomposefs/lcfs-mount.c:599, :603)。上に重ねる overlay については、新しい API が ENOSYS を返すとレガシーの mount API (lcfs_mount_ovl_legacy) にフォールバックする。新 API はエスケープしたディレクトリ名を渡せないためだ (src/libcomposefs/lcfs-mount.c:625)。lower ディレクトリの文字列は、イメージのマウントポイントと各オブジェクトディレクトリをエスケープし、data-lower モードが有効かどうかで :: または : で連結して構築される (src/libcomposefs/lcfs-mount.c:286)。