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分类: WINDOWS

2013-12-06 11:29:15

原文地址:Dokan(Windows FUSE)学习笔记 作者:huhuegg

Dokan(Windows FUSE)学习笔记 1.      Dokan Library 简介

Dokan Library 帮助程序员在windows系统下轻松建立用户级文件系统,不需要写设备驱动,其与FUSE(Linux user mode file system)类似。

2.      Dokan原理

Dokan Library包含以下部分:
- user-mode library (dokan.dll)  LGPL
- driver (dokan.sys)             LGPL
- control program (dokanctl.exe) MIT
- mount service (mouter.exe)     MIT
- samples (mirror.c)             MIT

dokan.sys是内核态文件系统驱动,当此驱动安装之后,就可以创建自己的文件系统了。而我们创建文件系统(实现Dokan库的API)的程序称为文件系统程序。这时,程序提出的文件操作请求(例如CreateFile, ReadFile, WriteFile)就会送到Windows I/O subsystem (内核中运行),后者会继续将请求送到dokan.sys。文件系统程序可以利用dokan.dll提供的函数将我们的回调函数(操作实现函数)注册到dokan.sys中,后者会在收到请求之后调用这些我们提供的函数。回调函数的结果会送回提出请求的程序。(可参见图一)

dokan.sys 相当于一个运行在内核态的代理,作为提出请求的程序和我们实现各种操作的文件系统程序的桥梁。至此,我们程序员就可以在用户态轻松的创建调试文件系统程序,大大提高了开发效率。

Dokan流程图

Dokan流程图

图一

3.      创建文件系统

与FUSE类似,我们的文件系统程序需要实现一个结构体中的各个操作DOKAN_OPERATIONS(声明在dokan.h中),然后该结构体作为参数调用DokanMain挂载文件系统。这些函数的参数与Windows APIs 一致,但必须做到线程安全,因为有可能有多个线程调用。

这些函数有个典型的调用顺序:
1. CreateFile(OpenDirectory, CreateFile)
2. Other functions
3. Cleanup
4. CloseFile

file creation functions (OpenDirectory, CreateFile,…)总是在file access operations (listing directory, reading file attributes, …)之前调用。当文件被CloseFile Windows API关闭时,Cleanup程序总是被dokan.sys调用。

返回值为0时表示操作成功。

每个函数的最后一个参数是DOKAN_FILE_INFO structure

typedef struct _DOKAN_FILE_INFO {

ULONG64 Context;     //文件系统程序维护,可作为文件句柄

ULONG64 DokanContext;  //Dokan Library维护

ULONG ProcessId;   //操作ID

BOOL IsDirectory;  //目录= TRUE

} DOKAN_FILE_INFO, *PDOKAN_FILE_INFO;

每一个文件句柄都与一个DOKAN_FILE_INFO struct对应。该结构创建在文件被CreateFile系统调用打开时,回收在文件被CloseFile系统调用关闭时。

下面是几个操作的声明:

int (*CreateFile) (

LPCWSTR,      // FileName

DWORD,        // DesiredAccess

DWORD,        // ShareMode

DWORD,        // CreationDisposition

DWORD,        // FlagsAndAttributes

PDOKAN_FILE_INFO);

int (*OpenDirectory) (

LPCWSTR,          // FileName

PDOKAN_FILE_INFO);

int (*CreateDirectory) (

LPCWSTR,          // FileName

PDOKAN_FILE_INFO); //注意设置IsDirectory = TRUE

//CloseHandle ( Windows API)执行之后调用,如果文件句柄在//CreateFile中创建,应该在此释放,而不是在CloseFile。

//如果用户在内存中缓存了文件,调用Cleanup之后还有可能调用读写//操作。

int (*Cleanup) (

LPCWSTR,      // FileName

PDOKAN_FILE_INFO);

//如果用户调用CloseHandle后再打开相同文件,CreateFile之前可能//不会再调用CloseFile,这可能会出共享错误。

int (*CloseFile) (

LPCWSTR,      // FileName

PDOKAN_FILE_INFO);

int (*FindFiles) (

LPCWSTR,           // PathName

PFillFindData,     // call this function with PWIN32_FIND_DATAW

PDOKAN_FILE_INFO); //  (see PFillFindData definition)

// You should implement either FindFires or FindFilesWithPattern

int (*FindFilesWithPattern) (

LPCWSTR,           // PathName

LPCWSTR,           // SearchPattern

PFillFindData,     // call this function with PWIN32_FIND_DATAW

PDOKAN_FILE_INFO);

上面两个函数是回应列目录项操作请求的。对每一个目录项,文件系统程序都会调用函数FillFindData( &win32FindDataw,  DokanFileInfo )。由于Windows的shell对于模式匹配不支持,文件系统程序就要执行通配模式。当文件系统程序实现FindFiles,DokanLibrary会自动添加通配模式,我们也可以自己实现FindFilesWithPattern来加以控制。DokanIsNameInExpression (dokan.dll)函数就是用来实现模式匹配的。

4.      挂载

前面已经提到,可以调用DokanMain函数来挂载文件系统。该程序会阻塞到文件系统被卸载。

我们的文件系统要做两件事,一是为Dokan运行库填写DokanOptions,二是填写带各个操作函数指针的DokanOperations作为DokanMain的参数。

int DOKANAPI DokanMain(

PDOKAN_OPTIONS    DokanOptions,

PDOKAN_OPERATIONS DokanOperations);

typedef struct _DOKAN_OPTIONS {

USHORT Version;  // Supported Dokan Version, ex. "530" (Dokan ver 0.5.3)

ULONG ThreadCount;  // number of threads to be used

ULONG Options;      // combination of DOKAN_OPTIONS_*

ULONG64 GlobalContext;  // FileSystem can use this variable

LPCWSTR MountPoint;     // mount point "M:\" (drive letter) or

// "C:\mount\dokan" (path in NTFS)

} DOKAN_OPTIONS, *PDOKAN_OPTIONS;

5.      卸载

调用 DokanUnmount进行文件系统的卸载。用户也可以使用 DokanCtl 像这样进行卸载:

> dokanctl.exe /u DriveLetter

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