2026.4.6-2026.4.12

工作内容

1. 字符设备的异步 I/O (Poller / Waker) 支持完成

在早期的设计中，为了绕开 read("/dev/fuse") 导致的线程挂起死锁，我们曾在 FuseDev 里通过 NodeFlags::BLOCKING 做了直接的同步阻塞处理。目前，该部分已经被重构，彻底改为了通过 axpoll 与内核调度层直接对接的事件驱动模式。

修改内容：

  1. 引入 PollSet 作为调度中心：
    在 Starryfuse/src/dev.rs 中，我们为底层的 FuseConnection 增加了 poll_set: PollSet 以作为内核独立的等待队列。过去使用的强制阻塞标志 NodeFlags::BLOCKING 已被彻底清理，恢复为非阻塞标准位 NodeFlags::empty()，并通过覆盖 as_pollable 接口允许内核的多路复用器接管该设备。

  2. 完整接入 Pollable 事件处理：
    为 FuseDev 正式实现了 axpoll::Pollable 接口：当检查请求队列时，如果有待处理的数据则上报 IoEvents::IN 读状态；否则，就把当前调用读取的用户态任务通过 register 方法安全地寄存入休眠队列排队。

  3. 内核下达请求时的安全唤醒：
    在 VFS 层下发请求命令的关键路径（Starryfuse/src/vfs.rs）中，当新的任务指令投入队列时会立刻触发 conn.poll_set.wake()。这会自动拉起休眠中的处理程序立即开始工作。

2. 阻塞 IO 与线程唤醒机制

由于标准 fuse 库的主循环依赖阻塞式的文件读写，需要修改 dev.rs 中的 read_at 方法。之前在没有请求时直接返回了 VfsError::WouldBlock（对应 EAGAIN），这会导致库报错跳出或死循环。我们需要引入 WaitQueue（等待队列），在 conn.pending.is_empty() 时将当前线程挂起，并在 FUSE 请求到达时唤醒它。

基于目前的按需加载架构，FUSE 模块能且只能在所有 FUSE 文件系统都被卸载、且所有的 fuse 进程文件描述符被关闭经过一段空闲超时后，才会触发卸载。

由于用户态 fuse 库常态下就是阻塞在 fuse 的 read() 调用上的，这意味着 只要 fuse daemon 没有退出，它的 fd 是一直挂着存在的，FuseUsageChecker 的 is_in_use() 将始终返回 true，从而绝对保证按需加载器不会在工作途中强行把内核模块卸载掉。

因此，我们需要实现的方案，就是让库安稳地通过 Sleep 原语挂起在 read() 上，同时提供一种能够在 umount 或连接终止时向它发送 EOF 从而触发卸载的退出手段。

修改内容：

  1. 引入睡眠等待队列 (WaitQueue)
  • 改动文件： dev.rs
  • 改动内容： 在 FuseConnection 结构体中新增一个从 starry_core 借用的等待队列，以及一个标志位用于判断是否要主动断开。 
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    use starry_core::futex::WaitQueue;

    pub struct FuseConnection {
        pub pending: Vec<...>,     
        pub processing: BTreeMap<...>,
        pub poll_set: PollSet,
        pub wait_queue: WaitQueue, // <== 新增：内核阻塞挂起队列
        pub aborted: bool,         // <== 新增：断连标志，方便通知退出
        // ...
    }
  • 目的： 利用现成的协程阻塞机制，避免因 busy-waiting (死循环轮询) 造成 CPU 100% 占用，同时完全兼容同步阻塞调用的 fuse crate。
  1. 将 read_at 由“轮询拦截（EAGAIN）”改为“阻塞排队（Block）”
  • 改动文件： dev.rs -> DeviceOps for FuseDev -> read_at
  • 改动内容： 移除原先 if conn.pending.is_empty() { return Err(VfsError::WouldBlock); } 的硬报错，替换为一个阻塞等待循坏： 
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    loop {
        let mut conn = self.conn.lock();
        if conn.aborted {
            return Ok(0); // 发生中止（如收到退出信号），返回 0（EOF结束符），daemon读到会主动退出并关闭 fd
        }
        if !conn.pending.is_empty() {
            // ... (执行原本的取包出队拷贝逻辑并 return) ...
        }
        // 当为空时，解锁并安全睡眠，直到下一次唤醒
        drop(conn);
        self.conn.lock().wait_queue.wait_if(1, None, || {
            let conn = self.conn.lock();
            conn.pending.is_empty() && !conn.aborted
        }).unwrap_or(false); 
    }
  • 目的： 适配 FUSE 库的阻塞行为。用户态读取直接休眠，不吃 CPU。当且读取到 0 字节时，标准 FUSE 守护进程知道连接已终止，就可以走清理逻辑，继而引发内核彻底释放对应数据，倒逼 UsageChecker 认为它真的 Idle 从而彻底卸除 FUSE 模块。
  1. 唤醒 WaitQueue
  • 改动文件： vfs.rs（或产生请求的代码处，例如 send_request_and_wait）以及卸载准备处
  • 改动内容：
    • 当 VFS 侧推送一个新的请求给到 Daemon conn.pending.push(...) 时，调用 wait_queue.wake(1, 1) 以叫醒正阻塞在 read_at 的 Daemon 进程。
    • 在类似卸载 / 断开挂载连接处，可以将 conn.aborted 置 true，然后调用 wait_queue.wake(usize::MAX, 1)。
  • 目的： 当有新请求到来或主内核销毁 FUSE 连接时，挂起的 read() 操作能立即恢复执行以接手操作或是安全退出。

总结： 利用内核的 WaitQueue 将 fuse Daemon 阻塞挂起以响应标准规范，并通过 aborted 等信号给它返回 EOF (0) 间接促使守护进程从用户空间自行关闭进程。

3. 修改 build.mk 脚本

starryfuse 库的代码完全没有被静态链接进去，出现了未定义符号 (UND Symbol)。

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kmod_extra_rust_libs = $(wildcard $(TARGET_DIR)/$(TARGET)/$(MODE)/deps/libstarryfuse-*.rlib)

4. 内核侧 Starryfuse 还需要继续实现部分 VFS 接口

虽然目前的测试能跑通 ls(Readdir + Lookup) 和 cat(Getattr + Read)，但目前的内核层驱动 vfs.rs 仅仅提供了一小撮最基本的操作。

修改内容：

修改 vfs.rs（在原有的基础上增加缺失的特性转发）。

我们为 FuseNode 补全 axfs_ng_vfs::DirNodeOps 和 axfs_ng_vfs::FileNodeOps 中缺失的标准操作，这样就可以把内核层的改动和文件创建、移动、权限操作打通。

  1. 文件修改与属性 (FileNodeOps & NodeOps)

    • write_at: 将 VFS 传下来的缓冲区连同 offset 拼装成 FuseWriteIn 并附带 payload 发给 daemon 的 Write 请求。
    • truncate: 把大小变化转成 FuseSetattrIn 并置标志发送 Setattr 请求。(目前可以映射入 update_metadata 方法)

  2. 目录操作 (DirNodeOps)

    • mkdir: 接收名称和权限，组装 FuseMkdirIn 及名称并触发 Mkdir。
    • rename: 将旧文件名和新文件名打包（这属于比较特殊的请求拼包，需要把两个 C-style 字符串连起来），然后发送 Rename。
    • remove / rmdir: 发送对应的 Unlink 或 Rmdir 指令。

5.复用外部用户态侧fuse驱动

链接
https://github.com/cberner/fuser

目录结构：

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Starryfuse/
├── Cargo.toml                 # Kernel 驱动的配置文件，no_std
├── src/                       # Kernel 驱动源码：vfs.rs, dev.rs 等
├── tests/                     # 测试脚本和简单测试
│
└── starry_fuser/              # 专门给用户态用的 FUSE 适配器 (std 环境)
    ├── Cargo.toml             # 
    └── src/
        └──lib.rs             # 库入口，包装 fuser API 和 StarryOS 组合

下周工作安排

  1. 完善benchmark，进行内核资源利用提升测试。
  2. 工程收尾。
  3. 整理文档和代码仓库，准备汇报。