FUSE简记

 

 

 

1. 什么是FUSE？

   用户空间的文件系统：Filesystem in USErspace。

   在用户空间实现一个文件系统有以下好处：

   • 用户态的开发简单便捷，调试方便。不会导致系统panic。

   • 可以使用任何语言开发，perl/python/...

   • stackable，可以在已有文件系统的基础上实现更多功能（deduplication或compression。。。）

   • 快速验证新想法，prototype

   • 绕开license的限制等，比如把zfs、ntfs移植到其它系统上。

2. FUSE的工作原理和组成

   • 组成：内核FUSE模块；FUSE library；用户空间FS。

   • 基本原理：

     • 一个新文件系统的基本逻辑都是在用户空间实现的；

     • 内核空间FUSE模块实现了fuse/fusblk 文件系统和fuse character driver。fuse FS实现了VFS的接口，应用程序可以像访问任何一个文件系统一样访问fuse的文件。但是，fuse更像是一个proxy文件系统。应用程序对文件的操作都被fuse转发给了userspace FS。

     • kernel fuse和fuse library之间在文件系统mount时就建立起了通信用的channel，并且创建daemon。kernel和daemon通过FUSE的通信协议交换数据。

     • 本质上，FUSE是一种client/server模型。Userspace daemon是server，而kernel fuse模块是client。kernel fuse将文件的操作请求转发给daemon，daemon会调用userspace FS对应处理函数，完成后再把结果返回给kernel。这里，daemon 读取request、写回response都是通过/dev/fuse node。

   • 一个新的FUSE文件系统可以是建立在block device上的，也可以是虚拟的或stackable，即对另一个文件系统进行封装，实现特定的功能。如果mount时指定了blkdev参数，就使用block device，见fuse(8)。

   • 从下面的两幅图可以看到，每一个文件操作都需要多次的系统调用（这应该是userspace FS性能变差的一个主要原因），例如：user ==> sys_read ==> FUSE 接收到这个操作请求，转发给fuse_dev ==> FS daemon syscall(read)返回，拿到request、处理、生成结果，通过syscall(write)把结果返回给fuse_dev ==> FUSE得到结果 ==> user的sys_read得到结果。

3. 数据结构

- libfuse支持下列的ops：

【CSDN的编辑器太难用了！放弃写这段了！格式全乱了！！！】

/sys/fs/fuse/connections/：这个目录下的文件作用见 linux-4.4/Documentation/filesystems/fuse.txt。 

mount.fuse(8)，fusermount(1)

 

1. FUSE debug工具
2. 参考资料

https://github.com/libfuse/libfuse/blob/master/doc/kernel.txt

http://libfuse.github.io/doxygen/index.html

https://github.com/libfuse/libfuse/wiki/Protocol-Sketch