libfuse開發詳解

一、libfuse3

libfuse3是一個用戶空間的文件系統框架，它允許開發人員在Linux上實現不同的虛擬文件系統。它是libfuse的升級版本，相比之下有更好的性能和更好的穩定性，並提供新的功能和API。

#include <fuse3/fuse.h>
static int hello_getattr(const char *path, struct stat *stbuf, struct fuse_file_info *fi)
{
    int res = 0;

    memset(stbuf, 0, sizeof(struct stat));
    if (strcmp(path, "/") == 0) {
        stbuf->st_mode = S_IFDIR | 0755;
        stbuf->st_nlink = 2;
    } else if (strcmp(path, "/hello") == 0) {
        stbuf->st_mode = S_IFREG | 0444;
        stbuf->st_nlink = 1;
        stbuf->st_size = strlen(hello_str);
    } else
        res = -ENOENT;

    return res;
}

static int hello_readdir(const char *path, void *buf, fuse_fill_dir_t filler,
                         off_t offset, struct fuse_file_info *fi, enum fuse_readdir_flags flags)
{
    if (strcmp(path, "/") != 0)
        return -ENOENT;

    filler(buf, ".", NULL, 0, FUSE_FILL_DIR_PLUS);
    filler(buf, "..", NULL, 0, FUSE_FILL_DIR_PLUS);
    filler(buf, "hello", NULL, 0, FUSE_FILL_DIR_PLUS);

    return 0;
}

static int hello_open(const char *path, struct fuse_file_info *fi)
{
    if (strcmp(path, "/hello") != 0)
        return -ENOENT;

    if ((fi->flags & 3) != O_RDONLY)
        return -EACCES;

    return 0;
}

static int hello_read(const char *path, char *buf, size_t size, off_t offset,
                      struct fuse_file_info *fi)
{
    size_t len;
    (void) fi;
    if(strcmp(path,"/hello") != 0)
        return -ENOENT;

    len = strlen(hello_str);
    if (offset  len)
            size = len - offset;
        memcpy(buf, hello_str + offset, size);
    } else
        size = 0;

    return size;
}

static struct fuse_operations hello_oper = {
    .getattr	= hello_getattr,
    .readdir	= hello_readdir,
    .open		= hello_open,
    .read		= hello_read,
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    return fuse_main(argc, argv, &hello_oper, NULL);
}

二、libfuse.so.2 is needed by

如果編譯時出現類似”libfuse.so.2 is needed by”的錯誤，則需要安裝fuse-devel（如CentOS）或libfuse-dev（如Ubuntu）。

三、libfuse.so

如果編譯時出現類似”libfuse.so: undefined reference to”的錯誤信息，可能是由於鏈接器無法找到正確版本的libfuse庫（.so文件）。可以通過將包含libfuse庫的目錄添加到LD_LIBRARY_PATH環境變量中，或者使用-L選項指定libfuse庫所在的目錄。

四、libfuse使用

使用libfuse開發用戶空間文件系統需要實現一組回調函數，這些回調函數將負責實現用戶空間文件系統的行為，如獲取文件屬性、讀寫文件和目錄遍歷等等。libfuse將這些回調函數打包到一個結構體中，然後在mount操作中註冊這個結構體，以將用戶空間的文件系統掛載到Linux文件系統中。

以下是使用libfuse實現簡單用戶空間文件系統的示例：

#include <fuse.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>

static const char *hello_str = "Hello World!\n";
static const char *hello_path = "/hello";

static int hello_getattr(const char *path, struct stat *stbuf)
{
    int res = 0;

    memset(stbuf, 0, sizeof(struct stat));
    if (strcmp(path, "/") == 0) {
        stbuf->st_mode = S_IFDIR | 0755;
        stbuf->st_nlink = 2;
    } else if (strcmp(path, hello_path) == 0) {
        stbuf->st_mode = S_IFREG | 0444;
        stbuf->st_nlink = 1;
        stbuf->st_size = strlen(hello_str);
    } else
        res = -ENOENT;

    return res;
}

static int hello_open(const char *path, struct fuse_file_info *fi)
{
    if (strcmp(path, hello_path) != 0)
        return -ENOENT;

    if ((fi->flags & 3) != O_RDONLY)
        return -EACCES;

    return 0;
}

static int hello_read(const char *path, char *buf, size_t size, off_t offset, struct fuse_file_info *fi)
{
    size_t len;
    (void) fi;
    if(strcmp(path,hello_path) != 0)
        return -ENOENT;

    len = strlen(hello_str);
    if (offset  len)
            size = len - offset;
        memcpy(buf, hello_str + offset, size);
    } else
        size = 0;

    return size;
}

static struct fuse_operations hello_oper = {
    .getattr	= hello_getattr,
    .open		= hello_open,
    .read		= hello_read,
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    return fuse_main(argc, argv, &hello_oper, NULL);
}

五、libfuse寫優化 拷貝內存

在使用libfuse編寫用戶空間文件系統時，需要注意減少拷貝內存的次數。為了儘可能減少數據拷貝，可以使用Linux的sendfile系統調用和splice系統調用來減少進程間數據移動（例如從網絡套接字到用戶空間緩衝區）。而應使用read和write系統調用，不應使用fread和fwrite等高級I / O函數。

六、libfuse arm linux

libfuse可用於嵌入式Linux ARM平台。開發人員需要確保ARM編譯器和libfuse庫都可用，並且需要導出以下環境變量才能正確引用庫：

export PKG_CONFIG_SYSROOT_DIR=path/to/sysroot
export PKG_CONFIG_PATH=path/to/pkgconfig/folder
export ACLOCAL_PATH=path/to/aclocal/folder

七、libfuse-dev 找不到

如果在使用Ubuntu時嘗試安裝libfuse-dev並出現”無法找到libfuse-dev”的錯誤消息，您可以安裝libfuse-dev包的替代方法是使用pkg-config工具和fuse.pc文件安裝libfuse的開發。可以使用以下命令來安裝：

sudo apt-get install pkg-config
pkg-config --list-all | grep fuse
sudo apt-get install libfuse3-dev