再讀FUSE核心原始碼

fuse核心模組被載入時，以下初始化常式會被調用，見fuse_init函數<inode.c>。

1.  fuse_fs_init();  註冊fuse檔案系統，建立fuse_inode快取。

2.  fuse_dev_init(); 建立fuse_req快取，載入fuse裝置驅動，用於使用者空間與核心空間交換資訊。

3.  fuse_sysfs_init(); 在/sys/fs目錄下增加fuse節點，在fuse節點下增加connections節點。

4.  fuse_ctl_init(); 註冊fuse控制檔案系統

 

fuse核心模組被卸載時，執行對應的清理工作，見fuse_exit函數<inode.c>

1.  fuse_ctl_cleanup();   登出fuse控制檔案系統

2.  fuse_sysfs_cleanup(); 移除fuse、connections節點。

3.  fuse_fs_cleanup();   登出fuse檔案系統，釋放fuse_inode快取。

4.  fuse_dev_cleanup();  登出fuse裝置驅動程式，釋放fuse_req快取。

 

fuse_conn<fuse_i.h>代表一個fuse串連，當使用者檔案系統被掛載時產生該結構，當檔案系統被卸載時釋放該結構，其主要用於管理各個請求隊列，核心會為所有掛載的檔案系統維護一個fuse_conn的鏈表（fuse檔案系統可能會被掛載多次）。

 

fuse_conn的connected欄位用於表示串連的狀態，成功掛載後為1，當檔案系統被卸載，串連被中斷或是裝置驅動被釋放後，該欄位為0，此時這個connection（掛載的檔案系統）不能提供正常服務。在fuse_request_send中會檢查該欄位，只有串連正常fuse檔案系統才會發送請求。

 

fuse中每個請求用一個fuse_req<fuse_i.h>的結構表示，該結構中包含fuse請求的輸入輸出參數，請求對象的inode、file等。

 

每個fuse的輸入、輸出參數都支援三個參數，見fuse_in、fuse_out結構的定義<fuse_i.h>，參數以<*value, size>的形式傳遞，當填充fuse_req結構時，根據請求類型，以及請求參數，設定fuse_in的參數個數（numargs），並將參數填充到args數組中，同時設定fuse_out輸出參數的個數，並將存放輸出結果的地址（局部變數outarg）填充到args數組中。

 

當fuse檔案系統設定好請求輸入輸出參數之後，所有介面最後都會調用fuse_request_send將代表本次請求的fuse_req結構的狀態標誌設定為FUSE_REQ_PENDING，將請求加到fuse_conn的pending鏈表中，並調用request_wait_answer等待請求完成（等待隊列被喚醒後，需要檢查請求狀態是否為FUSE_REQ_FINISHED）。當本次請求被響應後，結果已經被存放在局部變數outarg中，fuse進行相應的處理即可向上層返回結果。

 

每個請求fuse_req結構中包含一個wait_queue_head_t的waitq欄位，每個請求在被發出之後，它首先會喚醒fuse_conn的waitq等待隊列，告訴使用者態守護進程有請求達到；然後其會調用wait_event_interruptible在req的waitq上睡眠等待FUSE_REQ_FINISHED條件變為真。

 

fuse裝置驅動是一個簡單塊裝置驅動程式，用於fuse在使用者態和核心態之間交換資料，fuse包含一個使用者空間的精靈，其一直迴圈運行，主要任務是調用read從fuse裝置上讀取請求，當沒有請求時，它會在fuse_conn的waitq上睡眠等待（對應上一段中請求發出後喚醒fuse_conn的waitq等待隊列），當有請求是其從fuse_conn的pengding隊列中取出最前的一個請求（對應上一段中請求發出後加到fuse_conn的pending鏈表），並將該請求移動到processing隊列中，守護進程將fuse_req的相關資訊讀到使用者態後，根據請求表示調用使用者態實現的回呼函數，並將結果通過fuse_dev_write寫到fuse裝置驅動，使用者態請求完成後，從processing隊列中找到對應的fuse_req，將結果拷貝到fuse_req的out參數中，並將fuse_req的state設定為FUSE_REQ_FINISHED，然後喚醒fuse_req的waitq。此時，fuse_req被處理完畢，fuse檔案系統向上層返回。

 

更多關於fuse的知識，請參見我的部落格fuse專欄：

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