FUSE文件系统研究.ppt

Page ? * FUSE文件系统研究 CADCG 邱妮娜 艾萌 引入 传统的文件系统都是操作系统的一部分，也是放在操作系统内核里面实现的，用户通过统一的接口访问文件，对文件进行操作。 用户空间实现的文件系统 提供用户空间文件系统框架 其本身的主要实现代码位于用户空间中 LUFS(Linux Userland FileSystem) FUSE(Filesystem in UserSpace) 实现机制对比 优点 用户空间 编程和调试难度小 支持多种语言 可扩展性强 访问非本地文件系统 访问非文件服务，如GmailFS FUSE模块 内核模块 实现了一个完整文件系统的框架 未实现具体操作 用户空间库 给程序员提供编程接口，程序员通过实现fuse提供的fuse_operations或fuse_ll_operations的所有或部分操作来实现文件系统 mount工具 用于挂载（卸载）用fuse实现的文件系统。 接口 fuse_lowlevel_ops（复杂，适用于有VFS相关知识的开发者） void(*read)(fuse_req_t req,fuse_info_t ino,size_t size,off_t off,struct fuse_file_info *fi) //读文件 fuse_operations（屏蔽了底层相关对象，开发简单，通用性强） int(*read)(const char* ,char *,size_t,off_t ,struct fuse_file_info *) //读文件 接口 开发者实现的接口是如何跟用户请求关联起来的？ static struct{ void(*func)(fuse_req_t, fuse_ino_t, const void*); const char *name; } fuse_ll_ops[] = { //只列举了部分 [FUSE_OPEN] ={do_open, “OPEN”}, [FUSE_READ] ={do_read, “READ”} ….. }; Hello程序 函数定义：hello_getattr(…),hello_readdir(…),hello_open(…),hello_read(…) 结构体赋值： struct fuse_operations hello_oper = {.getatrr = hello_getattr; …;} 主函数： fuse_main(argc,argv,hello_oper,NULL) UserSpace具体流程 用户空间主函数，解析参数 创建UNIX本地套接口，创建子进程 加载文件系统，返回fd 为fuse创建数据结构空间，存储数据 调用fuse_operations结构中的处理函数 调用流程 fuse_conn结构 fuse连接 等待队列 fc-waitq 待处理请求队列 fc-pending 处理中请求队列 fc-processing fuse_req结构 fuse请求 输入输出参数 fuse_in、fuse_out 等待应答队列 req-waitq 调用流程 启动守护进程 sys_read() request_wait(fc) fuse_dev_read() 控制台指令rm /mnt/fuse/file sys_unlink() request_send() fuse_unlink() sys_read() request_wait(fc) fuse_dev_read() fuse_session_process() request_wait_answer() 调用流程 sys_write() fuse_dev_write() sys_write() fuse_dev_write() 从fc-processing中移除该请求 将buffer中的内容拷贝给req 唤醒req-waitq sys_unlink() request_send() fuse_unlink() request_wait_answer() QA 传统的文件系统是操作系统的一部分，在操作系统内核中实现，要增加一个新的文件系统或者对文件系统进行修改都必须对内核进行重新编译，非常繁琐。 除了这种文件系统，linux操作系统还提供了在用户空间实现的文件系统，比如早期的LUFS文件系统，现在已经被淘汰了。 我们今天要重点介绍的是FUSE文件系统，它是一个用户空间的文件系统框架，程序员可以使用这个框架在用户态实现自己的文件系统，并且不需要特权用户的支持，这样，创建或修改文件系统不需要重新编译内核。 * 下面我们通过这张图来对比一下传统文件系统和F