FUSE-用户空间文件系统

FUSE是File system in User Space，它是一个用户空间的文件系统框架，通过fuse，程序员可以再用户态实现文件系统，并且不需要特权用户的支持。

 

fuse包括三个模块：内核模块，用户空间库以及mount工具。

l 内核模块实现了一个完整文件系统的框架，但具体操作没有实现（由程序员在用户空间实现）。

l 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。

l mount工具fusermount用于挂载用fuse实现的文件系统。

 

fuse源码中提供了几个简单的例子,在 src/example目录下，用以示范如何用fuse开发用户空间的文件系统。 

l null.c,hello.c: 一个简单的使用fuse的例子，演示了使用fuse建立本地用户空间文件系统的基本过程hello_ll.c: 与上述hello.c实例实现的功能一样，只不过在具体实现代码中调用了更加低层的fuse函数来完成。

l fu***mp.c：这个实例实现了用fuse完全挂载本地文件系统挂载到用户空间文件系统的过程，展示了比较完成的fuse的使用过程。

l fu***mp_fh.c: 这个实例是上面"./fu***mp"的扩展(使得基于fuse的这个文件系统更加的完善，例如:增加了"fflush"、"lock"等的支持)。
 

学习理解fuse源码

l kernel/inode.c   ---> 主要完成fuse文件驱动模块的注册，提供对supper block的维护函数以及其它(驱动的组织开始文件)

l kernel/dev.c     ---> fuse 的(虚拟)设备驱动

l kernel/control.c ---> 提供对于dentry的维护及其它

l kernel/dir.c   ---> 主要提供对于目录inode索引节点的维护

l kernel/file.c    ---> 主要提供对于文件inode索引节点的维护

l lib/helper.c  ---> "fuse_main()"调用的主入口

l lib/fuse_kern_chan.c--->主要实现fuse应用层访问(读写)fuse driver的功能   

l lib/fuse_mt.c  ---> fuse 的mount管理

l lib/fuse.c   ---> lib库主框架文件，实现了主要框架及对"用户实现的文件系统操作代码"的封装

l lib/fuse_lowlevel.c  --> 实现比较底层的函数封装，供fuse.c等使用

l lib/fuse_loop.c ---> fuse lib循环监视"fuse driver"的通信缓存

l lib/fuse_loop_mt.c ---> 同上

l lib/fuse_session.c ---> fuse会话管理

FUSE挂载参数

fuse提供一系列挂载选项，如direct_io(跳过页缓存），allow_root(允许root访问挂载的文件系统），allow_other（允许其他用户访问挂载的文件系统），nonempty（允许把文件系统挂载到非空目录），big_writes（支持大于4k的写操作，仅fuse2.8以上版本支持）等，更详细的参数说明参见源码包中的文档。

 

FUSE性能开销

使用fuse会给文件系统带来性能上的损失，因涉及到多次内核态到用户态的切换，我通过测试本地ext3和fuse-ext3的读写性能进行对比分析发现：

l 在cache情形下，文件系统的读写请求都通过页高速缓存满足，fuse-ext3的性能只有ext3的15%~30%；

l 在sync-write情形下，读与上相同，写的性能两者差不多，因设计到磁盘操作，fuse的开销就显得微不足道。

参考资料：

 

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d080b390100at1x.html~type=v5_one&label=rela_nextarticle