Sí, los sistemas de archivos en Linux se pueden implementar como módulos del núcleo. Pero también existe la interfaz FUSE (Sistema de archivos en USErspace), que puede permitir que un proceso regular de espacio de usuario actúe como un controlador del sistema de archivos. Si está creando prototipos de un nuevo sistema de archivos, implementarlo primero usando la interfaz FUSE podría facilitar las pruebas y el desarrollo. Una vez que tenga los elementos internos del sistema de archivos resueltos en forma FUSE, puede comenzar a implementar una versión del módulo de kernel con rendimiento optimizado.
Aquí hay información básica sobre la implementación de un sistema de archivos dentro del espacio del kernel. Es bastante antiguo (¡de 1996!), Pero eso al menos debería darte una idea básica sobre el tipo de cosas que deberás hacer.
Si elige ir a la ruta FUSE, aquí está libfuse, la implementación de referencia del lado del espacio de usuario de la interfaz FUSE.
Controlador del sistema de archivos como módulo del núcleo
Básicamente, la función de inicialización de su módulo de controlador de sistema de archivos solo necesita llamar a una register_filesystem()función, y darle como parámetro una estructura que incluya un puntero de función que identifique la función en su controlador de sistema de archivos que se usará como el primer paso para identificar su sistema de archivos escribir y montarlo. Nada más sucede en esa etapa.
Cuando se monta un sistema de archivos, y se especifica el tipo de sistema de archivos para que coincida con su controlador, o se realiza la autodetección del tipo de sistema de archivos, la capa del Sistema de archivos virtual (VFS para abreviar) del núcleo llamará a esa función. Básicamente dice: "Aquí hay un puntero a una representación a nivel de núcleo de un dispositivo de bloque Linux estándar. Mírelo, vea si es algo que pueda manejar y luego dígame qué puede hacer con él".
En ese momento, se supone que su controlador debe leer lo que sea necesario para verificar que es el controlador correcto para el sistema de archivos, y luego devolver una estructura que incluya punteros para funciones adicionales que su controlador puede realizar con ese sistema de archivos en particular. O si el controlador del sistema de archivos no reconoce los datos en el disco, se supone que devuelve un resultado de error apropiado, y luego VFS informará una falla al espacio de usuario o, si se realiza la detección automática del tipo de sistema de archivos, preguntará a otro sistema de archivos conductor para probar.
Los otros controladores en el núcleo proporcionarán la interfaz de dispositivo de bloque estándar, por lo que el controlador del sistema de archivos no tendrá que implementar soporte de hardware. Básicamente, el controlador del sistema de archivos puede leer y escribir bloques de disco utilizando funciones estándar de nivel de núcleo con el puntero del dispositivo que se le asigna.
La capa VFS espera que el controlador del sistema de archivos ponga a disposición de la capa VFS una serie de funciones estándar; algunos de estos son obligatorios para que la capa VFS haga algo significativo con el sistema de archivos, otros son opcionales y puede devolver un NULL en lugar de un puntero a dicha función opcional.