本文主要是介绍MooseFS源代码分析(二)——mfsmount模块，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1.fuse介绍
客户端上需要安装有fuse。mfsmount使用了fuse模块，以拥有一个和文件操作一样的操作入口。
fuse的功能简单概括一下，fuse提供一个文件操作的接口，然后fuse在这个接口上监听文件操作，并把这些对文件的操作传给我们自己的相关代码进行处理。也就是说，fuse提供一个挂载点，然后他会在这个挂在点上进行监听，一旦有操作(新建、读取、修改)发生，他会把控制权交给我们的代码，这些操作的具体代码都在mfsmount模块中实现。
fuse中的fuse_lowlevel_ops结构用来指定自定义的文件操作，mfsmount中定义的结构如下：
1. mfsmount模块main.c代码片段
1. staticstruct fuse_lowlevel_ops mfs_oper = {
2. .statfs = mfs_statfs,
3. .lookup = mfs_lookup,
4. .getattr = mfs_getattr,
5. .setattr = mfs_setattr,
6. .mknod = mfs_mknod,
7. .unlink = mfs_unlink,
8. .mkdir = mfs_mkdir,
9. .rmdir = mfs_rmdir,
10. .symlink = mfs_symlink,
11. .readlink = mfs_readlink,
12. .rename = mfs_rename,
13. .link = mfs_link,
14. .opendir = mfs_opendir,
15. .readdir = mfs_readdir,
16. .releasedir = mfs_releasedir,
17. .create = mfs_create,
18. .open = mfs_open,
19. .release = mfs_release,
20. .flush = mfs_flush,
21. .fsync = mfs_fsync,
22. .read = mfs_read,
23. .write = mfs_write,
24. .access = mfs_access,
25.};
这里面的mfs_statfs、mfs_lookup…mfs_write、mfs_access是由mfsmount去实现的函数，一共23种文件操作，mfsmount全部要自己去实现一遍。当在fuse注册的挂载点上(默认对应/mnt/mfs)进行文件操作时，fuse就会使用mfsmount的实现去实现这些操作。例如，我们在/mnt/mfs创建一个text.txt文件，fuse就会调用mfs_create去进行操作(当然需要传递文件名等必要的参数)，至于我们的代码在什么地方去创建具体的文件，fuse不管。
看一下mfsmount中这些文件操作函数在头文件中的定义：
mfs_fuse.h代码片段
1. void mfs_access(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino,int mask);
2. void mfs_lookup(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name);
3. void mfs_getattr(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino,struct fuse_file_info *fi);
4. void mfs_setattr(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino,struct stat *stbuf,int to_set, struct fuse_file_info *fi);
5. void mfs_mknod(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name, mode_t mode, dev_t rdev);
6. void mfs_unlink(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name);
7. void mfs_mkdir(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name, mode_t mode);
8. void mfs_rmdir(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name);
9. void mfs_symlink(fuse_req_t req,constchar *path, fuse_ino_t parent,constchar *name);
10.void mfs_readlink(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino);
11.void mfs_rename(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name, fuse_ino_t newparent,constchar *newname);
12.void mfs_link(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino, fuse_ino_t newparent,constchar *newname);
13.void mfs_opendir(fuse_req_t req, fuse_ino_t ino,struct fuse_file_info *fi);
注意每个函数都有一个fuse_ino_t类型的参数ino，每个文件都对应一个唯一的ino值，fuse需要用到这个值。在文件的目录结构中(在masterserver的元数据中)，这个ino用来作为文件和文件夹的标识。在创建文件和文件夹的过程中，这个些目录结构的数据被存在了masterserver上，客户端是没有这些数据的。根目录(/mnt/mfs)的ino被定为0。
以删除一个目录为例具体解释一下代码，下面的函数就是mfsmount模块里面注册的“删除目录”操作所对应的函数：
2. 目录删除所对应的函数
1. void mfs_rmdir(fuse_req_t req, fuse_ino_t parent,constchar *name) {
2. uint32_t nleng;
3. int status;
4. conststruct fuse_ctx *ctx;
5.
6. /*...........*/
7.
8. ctx = fuse_req_ctx(req);
9. status = fs_rmdir(parent,nleng,(const uint8_t*)name,ctx->uid,ctx->gid);
10. status = mfs_errorconv(status);
11. if (status!=0) {
12. fuse_reply_err(req, status);
13. }else {
14. fuse_reply_err(req, 0);
15. }
16.}
mfs_rmdir函数的各个参数会由fuse传过来，注意看第9行的fs_rmdir，它会与masterserver通信进行真正的删除操作。
总之，这里fuse的作用就是提供一个中间层，用来把用户(或者程序)在挂载点上的文件操作捕捉后转交给mfsmount自己的代码来处理，并把处理的结构再反馈给用户。对于用户来说，在这个挂载点上读写文件和在普通的文件夹里读写文件是一样的，用户感觉不到任何差别。
2.mfsmount的工作过程
▲mfsmount启动后，首先会读取命令行的参数和配置。
▲然后使用fuse定义好挂载点，并对应上mfsmount实现的文件操作函数。
▲设置好到masterserver的连接参数。
▲启动线程fs_nop_thread用于保持与masterserver的连接状态。fs_receive_thread，连接到masterserver并进行通讯，在masterserver上注册，并做一些初始化工作。
▲开始响应客户端的输入(由fuse中转)。
重点解释下响应用户输入的过程，输入就是我们所做的创建、修改文件的操作，这些操作会被移交到在fuse_lowlevel_ops中定义好的各个具体的函数，在这些具体的函数中去和masterserver进行通信。
每次用户所做一个文件操作，就会生成一个threc类型的数据：
threc结构
1. typedefstruct _threc {
2. pthread_t thid;
3. pthread_mutex_t mutex;
4. pthread_cond_t cond;
5. uint8_t *buff;
6. uint32_t buffsize;
7. uint8_t sent;
8. uint8_t status;
9. uint8_t release; // cond variable
10. uint32_t size;
11. uint32_t cmd;
12. uint32_t packetid;
13. struct _threc *next;
14.} threc;
里面主要是一些状态字段，其中最重要的是buff，buff里面的数据会被发送给masterserver：
buff的前12个字节存放的是三个整数。后面的空间用于存放发送的具体信息。buff里面的具体内容如下：
▲第1~4个字节(存放一个整数)，是具体的命令，说明了需要取什么样的数据。
▲第5~8个字节(存放一个整数)，所发送数据的大小。
▲第9~12个字节(存放一个整数)，表示的是packetid，这个packetid是唯一的，对应了每一次的操作。
▲第13~**个字节，更具第5~8个字节的情况而定。
我们看一下创建目录(fs_makedir)的时候的代码片段：
fs_makedir代码片段
1. ...
2. ptr = fs_createpacket(rec,CUTOMA_FUSE_MKDIR,15+nleng);
3. PUT32BIT(parent,ptr);
4. PUT8BIT(nleng,ptr);
5. memcpy(ptr,name,nleng);
6. ptr+=nleng;
7. PUT16BIT(mode,ptr);
8. PUT32BIT(uid,ptr);
9. PUT32BIT(gid,ptr);
10.ptr = fs_sendandreceive(rec,MATOCU_FUSE_MKDIR,&i);
11....
在上面第2行代码中，fs_createpacket会创建一个threc结构，并设置它的buffer大小为15+nleng+12字节。
后面的这12个字节是固定作为buffer头的，是在创建threc结构的时候填充进去的，在前面说threc结构的时候有描述过。
其中的15+nleng字节的内容就是后面的第3、4、5、7、8、9行所放进去的发送给masterserver的内容。对于不同的操作，具体发送给masterserver的内容会不同。masterserver返回的数据同样也是放在这个threc结构里面。下面是对于创建目录操作对应的threc结构里面的buffer在发送数据给masterserver时的内容：
数据从masterserver返回后，将数据再从threc结构中取出，把文件夹的参数交给fuse，剩下的就是fuse拿着这些参数去做它自己的事情了(例如，显示信息给用户)。
3.读取、写入文件数据的处理
之前在介绍fuse时说到mfsmount会定义自己的文件操作，其中read和write这两个与实际数据打交道的操作比较特殊。除了read和write外，其它操作都只需要从masterserver获取数据。而read和write操作则需要先和masterserver通信，取得数据所在的chunkserver的地址和端口后，再从chunkserver读写数据。read和write和masterserver通讯的时候仍然使用threc结构
去masterserver上获取chunkserver的IP和Port，这个过程和其它非read、write操作的过程类似，主要代码如下：
fs_readchunk代码片段
1. ptr = fs_createpacket(rec,CUTOMA_FUSE_READ_CHUNK,8);
2. PUT32BIT(inode,ptr);
3. PUT32BIT(indx,ptr);
4. ptr = fs_sendandreceive(rec,MATOCU_FUSE_READ_CHUNK,&i);
5. //... ...
6. GET64BIT(t64,ptr);
7. *length = t64;
8. GET64BIT(t64,ptr);
9. *chunkid = t64;
10.GET32BIT(t32,ptr);
11.*version = t32;
12.if (i==20) {
13. *csip = 0;
14. *csport = 0;
15.}else {
16. GET32BIT(t32,ptr);
17. *csip = t32;
18. GET16BIT(t16,ptr);
19. *csport = t16;
20.}
masterserver会返回文件的版本、长度、ID以及chunkserver的信息。mfsmount然后更具这些信息与chunkserver通信去获取数据，数据读取到后控制权交还给fuse。
这篇关于MooseFS源代码分析(二)——mfsmount模块的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
