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Android内卡挂载之FUSE文件系统

亿华云2025-10-02 18:42:06【域名】3人已围观

简介作者 | 陈豪审校 | 孙淑娟一、简介FUSE(Filesystem in Userspace),是一种用户空间文件系统。用户可以通过FUSE文件系统操作内卡。FUSE主要实现代

作者 | 陈豪

审校 | 孙淑娟

一、卡挂简介

FUSE(Filesystem in Userspace),文件是系统一种用户空间文件系统。用户可以通过FUSE文件系统操作内卡。卡挂FUSE主要实现代码位于用户空间中,文件而不需要重新编译到内核,系统用户空间开发者可以通过FUSE的卡挂接口直接访问内核空间,不需要了解文件系统的文件内幕和内核模块编程的知识,这给用户空间开发者带来了众多便利。系统

二、卡挂FUSE文件系统架构

1.FUSE内核模块(内核态)实现VFS 接口(FUSE文件驱动注册、文件supper block、系统dentry、卡挂inode的文件维护),接收请求传递给LibFUSE,系统LibFUSE 再传递给用户程序的接口进行操作。

2.LibFUSE模块(用户态)实现文件系统主要框架,比如对实现的文件系统操作进行封装、mount管理、通过设备/dev/fuse与内核模块通信。

3.用户程序模块(用户态)当内卡挂载成功后,对内卡进行读写操作。

这种架构的设计可以让用户通过FUSE在用户空间来定制自己的文件系统,将文件系统从内核剥离出来,大大缩减了开发的云南idc服务商难度。本文将着重介绍libfuse如何挂载内卡。

三、内卡的挂载

3.1 内卡挂载与分区挂载的不同

分区挂载是挂载到内核实地文件系统,例如userdata分区挂载f2fs到 /data目录下。内卡挂载是挂载用户空间文件系统,如dev/fuse 挂载fuse到mnt/user/0/emulated目录下。

上图mnt/user/0/emulated和/data/media/0下的内容是一样的。原因是这两个目录是绑定的关系,说明内卡是userdata的一部分。这部分空间是用户可以直接操作的。

在手机的文件管理器中也可以看到同样的目录:

3.2 内卡挂载和绑定

VoldNativeService::mount接收到framwork层发送的mount请求后调用vol->mount,从而执行VolumeBase::mount这个父类。真正的实现是在子类内卡会调用EmulatedVolume::doMount执行挂载。香港云服务器

1.VoldNativeService::mount

mountFlags决定挂载的是内卡还是SD卡,为3时挂载内卡,为2时挂载SD卡。内卡的mountUserId为0,SD卡的mountUserId是卡本身的guid。最终会执行vol->mount()。

binder::Status VoldNativeService::mount(

  const std::string& volId, int32_t mountFlags, int32_t mountUserId,

  const android::sp& callback) {

  ENFORCE_SYSTEM_OR_ROOT;

  CHECK_ARGUMENT_ID(volId);

  ACQUIRE_LOCK;

  auto vol = VolumeManager::Instance()->findVolume(volId);

  if (vol == nullptr) {

  return error("Failed to find volume " + volId);

  }

  vol->setMountFlags(mountFlags);

  vol->setMountUserId(mountUserId);

  vol->setMountCallback(callback);

  int res = vol->mount();

  vol->setMountCallback(nullptr);

  if (res != OK) {

  return translate(res);

  }

  return translate(OK);

 }2.vol->mount

vol是VolumeBase的实例,VolumeBase的mount方法由具体的子类EmulatedVolume、PublicVolume、PrivateVolume等实现。执行操作之后会发送应答消息给MountService。将挂载的结果上报给framwork层。

status_t VolumeBase::mount() {

  if ((mState != State::kUnmounted) && (mState != State::kUnmountable)) {

  LOG(WARNING) << getId() << " mount requires state unmounted or unmountable";

  return -EBUSY;

  }

  setState(State::kChecking);

  status_t res = doMount();

  setState(res == OK ? State::kMounted : State::kUnmountable);

  if (res == OK) {

  doPostMount();

  }

  return res;

 }3.EmulatedVolume::doMount ()

内卡会走到EmulatedVolume这个子类进行挂载,SD卡则会走PublicVolume挂载。在EmulatedVolume函数里建立了四个/mnt/runtime路径并设置了不同的权限,原因是控制不同权限APP访问。然后利用挂载命名空间实现了挂载点的隔离,用户在不同挂载命名空间的亿华云进程,看到的目录层次不同。MountUserFuse是挂载FUSE的实现,内卡和SD卡都会走这个流程。着重看一下MountUserFuse函数的实参,如果挂载的是内卡,user_id则为0,getInternalPath()为/data/media,label为emulated。

status_t EmulatedVolume::doMount() {

  std::string label = getLabel();

  bool isVisible = getMountFlags() & MountFlags::kVisible;

  mSdcardFsDefault = StringPrintf("/mnt/runtime/default/%s", label.c_str());

  mSdcardFsRead = StringPrintf("/mnt/runtime/read/%s", label.c_str());

  mSdcardFsWrite = StringPrintf("/mnt/runtime/write/%s", label.c_str());

  mSdcardFsFull = StringPrintf("/mnt/runtime/full/%s", label.c_str());

  setInternalPath(mRawPath);

  setPath(StringPrintf("/storage/%s", label.c_str()));

………………………………

res = MountUserFuse(user_id, getInternalPath(), label, &fd);

…………………………..

}4.MountUserFuse();

如下函数中只粘贴了重要的部分。fuse_path是挂载路径mnt/user/0/emulated。随后调用mount函数调用内核接口进行挂载,将/dev/fuse 挂载到/mnt/user/0/emulated。

status_t MountUserFuse(userid_t user_id, const std::string& absolute_lower_path,

  const std::string& relative_upper_path, android::base::unique_fd* fuse_fd) {

std::string fuse_path(

  StringPrintf("%s/%s", pre_fuse_path.c_str(), relative_upper_path.c_str()));

result = TEMP_FAILURE_RETRY(mount("/dev/fuse", fuse_path.c_str(), "fuse",

  MS_NOSUID | MS_NODEV | MS_NOEXEC | MS_NOATIME | MS_LAZYTIME,

  opts.c_str()));

}

挂载成功后可以用mount命令去查看,截图如下:

四、总结

本文介绍了内卡对FUSE的挂载,将创建好的FUSE设备挂载到内置存储空间关联目录。对于内置存储空间的访问变成了先访问FUSE文件系统,再访问f2fs文件系统。对于FUSE而言,在内核空间和用户空间来回切换会增加性能开销,所以对FUSE的性能优化至关重要。

作者介绍

陈豪,社区编辑,具有6年工作经验的高级系统工程师。擅长技能有Linux内嵌汇编语言,Python,C,C++,Java,Linux内核分析,智能机器人软件设计等。

参考链接

​​https://blog.csdn.net/kongxinsun/article/details/79587305​​

​​https://blog.csdn.net/bob_fly1984/article/details/80720807​​

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