android6.0中fuse文件系統(tǒng)如何掛載和卸載

這篇文章主要介紹android6.0中fuse文件系統(tǒng)如何掛載和卸載，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

android4.4 的時候vold，也是利用fuse文件系統(tǒng)達到，將sd卡的目錄（storage目錄）獲取sd實際掛載目錄（mnt/media_rw）的權限。但是android4.4的時候vold只是寫屬性而已，然后init監(jiān)測這個屬性，屬性改變時，才會去啟動sdcard進程。

然后android6.0直接在vold中，fork一個進程直接開啟sdcard進程掛載fuse文件系統(tǒng)。并且在卸載sd的時候，在vold中卸載fuse文件系統(tǒng)。

一、掛載sd卡

下面是解析android6.0vold，掛載sd卡是的一段代碼，我們來看下。顯示掛載sd卡，然后進行fuse操作。

 if (vfat::Mount(mDevPath, mRawPath, false, false, false,// 掛載sd卡
   AID_MEDIA_RW, AID_MEDIA_RW, 0007, true)) {
  PLOG(ERROR) << getId() << " failed to mount " << mDevPath;
  return -EIO;
 }
 
 if (getMountFlags() & MountFlags::kPrimary) {
  initAsecStage();
 }
 
 if (!(getMountFlags() & MountFlags::kVisible)) {
  // Not visible to apps, so no need to spin up FUSE
  return OK;
 }
 
 //creat dir by fuse before fuse action.
 if (fs_prepare_dir(mFuseDefault.c_str(), 0700, AID_ROOT, AID_ROOT) ||
   fs_prepare_dir(mFuseRead.c_str(), 0700, AID_ROOT, AID_ROOT) ||
   fs_prepare_dir(mFuseWrite.c_str(), 0700, AID_ROOT, AID_ROOT)) {
  PLOG(ERROR) << getId() << " failed to create fuse points";
  return -errno;
 }
 
 dev_t before = GetDevice(mFuseWrite);
 
 if (!(mFusePid = fork())) {
  if (getMountFlags() & MountFlags::kPrimary) {
   if (execl(kFusePath, kFusePath,//fuse操作
     "-u", "1023", // AID_MEDIA_RW
     "-g", "1023", // AID_MEDIA_RW
     "-U", std::to_string(getMountUserId()).c_str(),
     "-w",
     mRawPath.c_str(),
     stableName.c_str(),
     NULL)) {
    PLOG(ERROR) << "Failed to exec";
   }
  } else {
   if (execl(kFusePath, kFusePath,
     "-u", "1023", // AID_MEDIA_RW
     "-g", "1023", // AID_MEDIA_RW
     "-U", std::to_string(getMountUserId()).c_str(),
     mRawPath.c_str(),
     stableName.c_str(),
     NULL)) {
    PLOG(ERROR) << "Failed to exec";
   }
  }

我們再來看看fuse的代碼，也就是在sdcard中。先在main函數(shù)中獲取數(shù)據(jù)，

int main(int argc, char **argv) {
 const char *source_path = NULL;
 const char *label = NULL;
 uid_t uid = 0;
 gid_t gid = 0;
 userid_t userid = 0;
 bool multi_user = false;
 bool full_write = false;
 int i;
 struct rlimit rlim;
 int fs_version;
 
 int opt;
 while ((opt = getopt(argc, argv, "u:g:U:mw")) != -1) {
  switch (opt) {
   case 'u':
    uid = strtoul(optarg, NULL, 10);
    break;
   case 'g':
    gid = strtoul(optarg, NULL, 10);
    break;
   case 'U':
    userid = strtoul(optarg, NULL, 10);
    break;
   case 'm':
    multi_user = true;
    break;
   case 'w':
    full_write = true;
    break;
   case '?':
   default:
    return usage();
  }
 }
 
 for (i = optind; i < argc; i++) {
  char* arg = argv[i];
  if (!source_path) {
   source_path = arg;
  } else if (!label) {
   label = arg;
  } else {
   ERROR("too many arguments\n");
   return usage();
  }
 }
 
 if (!source_path) {
  ERROR("no source path specified\n");
  return usage();
 }
 if (!label) {
  ERROR("no label specified\n");
  return usage();
 }
 if (!uid || !gid) {
  ERROR("uid and gid must be nonzero\n");
  return usage();
 }
 
 rlim.rlim_cur = 8192;
 rlim.rlim_max = 8192;
 if (setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rlim)) {
  ERROR("Error setting RLIMIT_NOFILE, errno = %d\n", errno);
 }
 
 while ((fs_read_atomic_int("/data/.layout_version", &fs_version) == -1) || (fs_version < 3)) {
  ERROR("installd fs upgrade not yet complete. Waiting...\n");
  sleep(1);
 }
	ERROR("kangchen sdcard path:%s label:%s\n", source_path, label);
 
 run(source_path, label, uid, gid, userid, multi_user, full_write);
 return 1;
}

其中source_path就是sd卡實際掛載的地址，然后調用run函數(shù)，run函數(shù)中進行了一些初始化，然后掛載了default，read，write 3個fuse文件系統(tǒng)，后面又開啟3個線程處理這3個文件系統(tǒng)的read，write，open等處理。

static void run(const char* source_path, const char* label, uid_t uid,
  gid_t gid, userid_t userid, bool multi_user, bool full_write) {
 struct fuse_global global;
 struct fuse fuse_default;
 struct fuse fuse_read;
 struct fuse fuse_write;
 struct fuse_handler handler_default;
 struct fuse_handler handler_read;
 struct fuse_handler handler_write;
 pthread_t thread_default;
 pthread_t thread_read;
 pthread_t thread_write;
 
 memset(&global, 0, sizeof(global));
 memset(&fuse_default, 0, sizeof(fuse_default));
 memset(&fuse_read, 0, sizeof(fuse_read));
 memset(&fuse_write, 0, sizeof(fuse_write));
 memset(&handler_default, 0, sizeof(handler_default));
 memset(&handler_read, 0, sizeof(handler_read));
 memset(&handler_write, 0, sizeof(handler_write));
 
 pthread_mutex_init(&global.lock, NULL);
 global.package_to_appid = hashmapCreate(256, str_hash, str_icase_equals);
 global.uid = uid;
 global.gid = gid;
 global.multi_user = multi_user;
 global.next_generation = 0;
 global.inode_ctr = 1;
 
 memset(&global.root, 0, sizeof(global.root));
 global.root.nid = FUSE_ROOT_ID; /* 1 */
 global.root.refcount = 2;
 global.root.namelen = strlen(source_path);
 global.root.name = strdup(source_path);
 global.root.userid = userid;
 global.root.uid = AID_ROOT;
 global.root.under_android = false;
 
 strcpy(global.source_path, source_path);
 
 if (multi_user) {
  global.root.perm = PERM_PRE_ROOT;
  snprintf(global.obb_path, sizeof(global.obb_path), "%s/obb", source_path);
 } else {
  global.root.perm = PERM_ROOT;
  snprintf(global.obb_path, sizeof(global.obb_path), "%s/Android/obb", source_path);
 }
 
 fuse_default.global = &global;
 fuse_read.global = &global;
 fuse_write.global = &global;
 
 global.fuse_default = &fuse_default;
 global.fuse_read = &fuse_read;
 global.fuse_write = &fuse_write;
 
 snprintf(fuse_default.dest_path, PATH_MAX, "/mnt/runtime/default/%s", label);
 snprintf(fuse_read.dest_path, PATH_MAX, "/mnt/runtime/read/%s", label);
 snprintf(fuse_write.dest_path, PATH_MAX, "/mnt/runtime/write/%s", label);
 
 handler_default.fuse = &fuse_default;
 handler_read.fuse = &fuse_read;
 handler_write.fuse = &fuse_write;
 
 handler_default.token = 0;
 handler_read.token = 1;
 handler_write.token = 2;
 
 umask(0);
 
 if (multi_user) {
  /* Multi-user storage is fully isolated per user, so "other"
   * permissions are completely masked off. */
  if (fuse_setup(&fuse_default, AID_SDCARD_RW, 0006)
    || fuse_setup(&fuse_read, AID_EVERYBODY, 0027)
    || fuse_setup(&fuse_write, AID_EVERYBODY, full_write ? 0007 : 0027)) {
   ERROR("failed to fuse_setup\n");
   exit(1);
  }
 } else {
  /* Physical storage is readable by all users on device, but
   * the Android directories are masked off to a single user
   * deep inside attr_from_stat(). */
  if (fuse_setup(&fuse_default, AID_SDCARD_RW, 0006)
    || fuse_setup(&fuse_read, AID_EVERYBODY, full_write ? 0027 : 0022)
    || fuse_setup(&fuse_write, AID_EVERYBODY, full_write ? 0007 : 0022)) {
   ERROR("failed to fuse_setup\n");
   exit(1);
  }
 }
 
 /* Drop privs */
 if (setgroups(sizeof(kGroups) / sizeof(kGroups[0]), kGroups) < 0) {
  ERROR("cannot setgroups: %s\n", strerror(errno));
  exit(1);
 }
 if (setgid(gid) < 0) {
  ERROR("cannot setgid: %s\n", strerror(errno));
  exit(1);
 }
 if (setuid(uid) < 0) {
  ERROR("cannot setuid: %s\n", strerror(errno));
  exit(1);
 }
 
 if (multi_user) {
  fs_prepare_dir(global.obb_path, 0775, uid, gid);
 }
 
 if (pthread_create(&thread_default, NULL, start_handler, &handler_default)
   || pthread_create(&thread_read, NULL, start_handler, &handler_read)
   || pthread_create(&thread_write, NULL, start_handler, &handler_write)) {
  ERROR("failed to pthread_create\n");
  exit(1);
 }
 
 watch_package_list(&global);
 ERROR("terminated prematurely\n");
 exit(1);
}

其中在fuse_setup中掛載了fuse文件系統(tǒng)

static int fuse_setup(struct fuse* fuse, gid_t gid, mode_t mask) {
 char opts[256];
 
 fuse->fd = open("/dev/fuse", O_RDWR);
 if (fuse->fd == -1) {
  ERROR("failed to open fuse device: %s\n", strerror(errno));
  return -1;
 }
 
 umount2(fuse->dest_path, MNT_DETACH);
 
 snprintf(opts, sizeof(opts),
   "fd=%i,rootmode=40000,default_permissions,allow_other,user_id=%d,group_id=%d",
   fuse->fd, fuse->global->uid, fuse->global->gid);
 if (mount("/dev/fuse", fuse->dest_path, "fuse", MS_NOSUID | MS_NODEV | MS_NOEXEC |
   MS_NOATIME, opts) != 0) {
  ERROR("failed to mount fuse filesystem: %s\n", strerror(errno));
  return -1;
 }
 
 fuse->gid = gid;
 fuse->mask = mask;
 
 return 0;
}

但是雖然掛載了default，read，write 3個fuse文件系統(tǒng)。

但好像只有default有用，因為在init.rc中將default目錄直接掛載到了storage，而應用也就只能拿到storage目錄，所以只有default的fuse實際有用。

on post-fs 
 start logd 
 
 #add for amt 
 chmod 0755 /amt 
 # once everything is setup, no need to modify / 
 mount rootfs rootfs / ro remount 
 # Mount shared so changes propagate into child namespaces 
 mount rootfs rootfs / shared rec 
 # Mount default storage into root namespace 
 mount none /mnt/runtime/default /storage slave bind rec

二、sd卡卸載過程

然后我們再來看看android卸載sd卡的過程，卸載sd卡的時候，是先卸載了fuse文件系統(tǒng)，然后在卸載了sd卡的mount地址。

status_t PublicVolume::doUnmount() {
 if (mFusePid > 0) {
  kill(mFusePid, SIGTERM);
  TEMP_FAILURE_RETRY(waitpid(mFusePid, nullptr, 0));
  mFusePid = 0;
 }
 
 ForceUnmount(kAsecPath);
 
 ForceUnmount(mFuseDefault);
 ForceUnmount(mFuseRead);
 ForceUnmount(mFuseWrite);
 ForceUnmount(mRawPath);
 
 rmdir(mFuseDefault.c_str());
 rmdir(mFuseRead.c_str());
 rmdir(mFuseWrite.c_str());
 rmdir(mRawPath.c_str());
 
 mFuseDefault.clear();
 mFuseRead.clear();
 mFuseWrite.clear();
 mRawPath.clear();
 
 return OK;
}

總所周知，卸載sd卡mount地址的時候，會去檢查哪些進程在使用sd卡中的文件。

如何檢查呢？是通過proc/pid下面各個文件的軟鏈接，然后通過readlink找到真正的文件地址，來判定是否正在占用sd卡中的文件。

但是在卸載fuse文件系統(tǒng)的時候，比如你有進程在操作sd卡中的文件，這個時候操作sd卡的storage目錄會fuse到sd卡真正的掛載地址上，實際上fuse文件系統(tǒng)是在工作的，導致不能卸載。

但是這個時候去查找誰占用fuse文件又是查不出來的，因為是進程在操作sd卡文件，會導致fuse文件系統(tǒng)的操作，才會卸載不掉fuse文件系統(tǒng)。但是能找到占用的文件只能是sd卡的。

而且實際中也碰到這樣的問題，所以個人認為應該先kill正在使用sd卡的進程，然后再卸載fuse文件系統(tǒng)。這樣就不會有進程操作sd卡中的文件的時候，導致fuse文件系統(tǒng)也在忙而卸載不掉了。我碰到的問題是：一個如下進程占用的sd卡文件

root@lte26007:/proc/2365/fd # ls -l
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 0 -> /dev/null
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 1 -> /dev/null
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 10 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY0/test_20160525_134208_00.bin_last_0
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 11 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY0/log_up_data.dat
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 12 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY1/test_20160525_134209_head.bin
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 13 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY1/test_20160525_134209_00.bin_last_0
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 14 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY1/log_up_data.dat
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 15 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PFM/test_20160525_134209_head.bin
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 16 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PFM/test_20160525_134209_00.bin_last_0
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 17 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PFM/log_up_data.dat
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 18 -> /dev/lmi10
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 19 -> /dev/TPC0
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 2 -> /dev/null
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 20 -> /dev/modem
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 21 -> /dev/TPC1
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 22 -> /dev/modem
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 23 -> /dev/lmi9
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 24 -> socket:[14761]
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 26 -> socket:[14764]
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 3 -> socket:[15482]
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 4 -> /tmp/lc-elog.pid
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 5 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/HLS/test_20160525_134208_head.bin
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 6 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/HLS/test_20160525_134208_00.bin_last_0
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 7 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/HLS/log_up_data.dat
lrwx------ root  radio    2016-05-25 13:42 8 -> /storage/2C10-0CCC/elog/elog_20160525_134206/PHY0/test_20160525_134208_head.bin
lr-x------ root  radio    2016-05-25 13:42 9 -> /dev/__properties__
root@lte26007:/proc/2365/fd

至于如何kill正在使用sd卡的進程呢：

status_t PublicVolume::doUnmount() {
 if (mFusePid > 0) {
  kill(mFusePid, SIGTERM);
  TEMP_FAILURE_RETRY(waitpid(mFusePid, nullptr, 0));
  mFusePid = 0;
 }
 
 ForceUnmount(kAsecPath);
 LOG(VERBOSE) << "start";
 KillProcessesUsingPath(getPath());
 LOG(VERBOSE) << "end";
 ForceUnmount(mFuseDefault);
 ForceUnmount(mFuseRead);
 ForceUnmount(mFuseWrite);
 ForceUnmount(mRawPath);
 
 rmdir(mFuseDefault.c_str());
 rmdir(mFuseRead.c_str());
 rmdir(mFuseWrite.c_str());
 rmdir(mRawPath.c_str());
 
 mFuseDefault.clear();
 mFuseRead.clear();
 mFuseWrite.clear();
 mRawPath.clear();
 
 return OK;
}

可以在卸載fuse文件系統(tǒng)之前，調用KillProcessesUsingPath，來kill那些正在使用sd卡目錄的進程。而這個mPath路徑，如果是sd卡的話，它是storage下的目錄，而不是sd卡的mount地址。如果是otg插的sd卡的話，是sd卡的mount地址，因為otg在storage目錄下沒有目錄，只有一個mount地址訪問，也有沒有fuse。這樣問題就解決了。

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