FUSE架构详解

整体架构及流程

fuse为多线程并发模型，每个worker线程都在读取/dev/fuse中的请求，这样就保证线程之间的同步，当读取到一个请求之后，线程就开始处理该请求，但如果监听线程为0，则继续创建新的线程进行监听，处理完请求之后，如果线程的数量超过限制(10个)，就退出该线程。整个框架如下：

 

worker线程通过请求派发函数fuse_ll_process派发请求之后，根据opcode转发到具体的操作(如init操作，则为do_init{lib/fuse_lowlevel.c})，它通过判断头部之后，提取出具体的参数，如果头部不合法，则直接向/dev/fuse发送错误信息，否则将请求路由到fuse_lib_opcode(如init,则fuse_lib_init{lib/fuse.c}),执行与fuse相关的操作，以及根据操作查找对应的缓存，将参数转换为用户可以识别的参数，接着就调用用户注册函数，等待用户返回，将结果立即回写至/dev/fuse设备中。回写之后，该线程就变为空闲状态，判断线程数量是否超过限制，如果超过限制则该线程退出，否则继续读取下一个请求。

具体流程如下：

中断处理

当上层应用程序中断访问fuse文件系统时，读取线程就会读取一个中断操作的请求，在下发该请求之前，先判断该请求是否为中断，如果是中断，则标记该中断，并将该请求从中断列表中删除该中断，在执行中断函数时，就调用对应请求的中断回调函数，其实也就是判断该请求是否完成，如果未完成则直接杀死请求对应的线程。如果线程已经完成，则在请求发送之前再次判断 该请求是否被中断，同样是处理对应的中断函数，如果该请求没有到达，则将该请求放入中断链表中，以便于在下次派发请求时，进行处理。整个请求的处理流程如下：

  

fuse_prepare_interrupt()函数主要是判断该请求是否被中断，如果处于中断状态，则调用系统的中断处理函数，即直接杀死该线程，由内核中断请求的数据包来进行释放该请求的所有信息。fuse_finish_interrupt()函数操作类似于fuse_prepare_interrupt，区别是一个在请求之前，未完成阶段(finished=0)，而另一个则是请求之后，已完成请求的处理(finished=1)。

读写设备

        将文件系统挂载至/dev/fuse上时，需要指定一次读取请求的缓冲区大小，其中最大为128K,而fuse客户端中指定为132K,读函数为read。

        当向设备中写回复时，则没有指明写缓冲区的大小，写函数为writev,一般为2项:头部，相关的回复。如果出现错误则只有头部。

缓冲区管理

为了减少内核中大量的lookup请求，fuse客户端采用hash算法实现了一个缓冲区，当出现lookup操作时，通过(ino,name)来对父索引节点号进行hash，再便利具体的子节点，最后查找到name,进行返回，如果查找失败，则该缓冲区向用户注册的函数发送getattr请求，最后将获取到的数据进行缓存。

其中节点的存放采用了树形结构，每个节点包含父节点以及子节点，而当查找到一个文件夹中的文件时，就采用逆向遍历来获取文件的绝对路径。

       缓存区主要有两种类型的缓冲区：name_hash，id_hash,第一种主要利用(ino，name)来进行hash，而第二种只针对ino进行hash。