2. fuse内核队列 _fuse

实现内存零拷贝。在默认情况下，fuse 必须通过read()从/dev/fuse读取请求，通过write()将请求回复写入/dev/fuse 。每次读写系统调用都需要进行一次内核-用户空间的内存拷贝。这样对读写的性能损耗十分严重，因为一次内存拷贝需要处理大量数据。为了缓解这个问题，fuse支持了Linux内核提供的功能。允许用户空间在两个内核内存缓冲区之间传输数据，而无需将数据复制给用户空间。如果fuse 实现了()方法，则 FUSE 从/dev/fuse读取数据，并以包含文件描述符的缓冲区的形式将数据直接传递给此方法处理，从而省去了一次内存申请与拷贝。
多线程模式。在多线程模式下，fuse 以一个线程开始，如果内核队列中有两个以上的，则会自动生成其他线程。默认最大支持10个线程同时处理请求。
2. fuse内核队列
图片摘自《To FUSE or Not to FUSE:of User-Space File 》
fuse在内核中维护了五个队列，分别为：、、、、。一个请求在任何时候只会存在于一个队列中。
a) ：队列用于暂存异步请求。在默认情况下，只有读请求进入队列；当 cache启用时，写请求也会进入队列。当开启 cache时，来自用户进程的写请求会先在页缓存中累积，然后当线程被唤醒时会下刷脏页。在下刷脏页时，FUSE会构造异步请求，并将它们放入队列中。
【2. fuse内核队列】b) ：同步请求（例如，元数据）放在队列中，并且队列会周期性接收来自的请求。但是队列中异步请求的个数最大为（最大为12），当队列的异步请求未达到12时，队列的请求将被移动到队列中。这样做的目的是为了控制队列中异步请求的个数，防止在突发大量异步请求的情况下，阻塞了同步请求。
c) ：当队列中的请求被转发到fuse 的同时，也被移动到队列。所以队列中的请求，表示正在被处理fuse 处理的请求。当fuse 真正处理完请求，通过/dev/fuse下发reply时，该请求将从队列中删除。
d) ：用于存放中断请求，比如当发送的请求被用户取消时，内核会发送一个请求，来取消已被发送的请求。中断请求的优先级最高，中的请求会最先得到处理。
e) ：请求用于删除中缓存的inode 。
3. /dev/fuse 读写调用流程

文章插图
Fuse 加载过程中注册了对/dev/fuse的操作接口。/分别对应fuse 从内核读取请求，以及处理完请求后写回reply的函数调用。我们分别看下具体的代码片段
当、、队列都没有请求时，读进程进入休眠。一旦有请求到达，这个等待队列上的进程将被唤醒。和的请求优先级高于队列。当请求的数据内容被拷贝至用户空间后，该请求会被移至队列，并且req->flags会保存当前请求的状态。
当fuse 处理完请求后，会将结果写回到/dev/fuse 。写数据保存在中，并且会根据 id在fc()中找到对应的req，并将写回的参数从拷贝至req->out 。
最后我们以为例，看下fuse整体是如何工作的：