Android 12 mendukung passthrough FUSE, yang meminimalkan overhead FUSE untuk mencapai performa yang sebanding dengan akses langsung ke sistem file yang lebih rendah. Passthrough FUSE didukung di kernel android12-5.4, android12-5.10, dan android-mainline (hanya pengujian), yang berarti dukungan untuk fitur ini bergantung pada kernel yang digunakan oleh perangkat dan versi Android yang dijalankan perangkat:
Perangkat yang diupgrade dari Android 11 ke Android 12 tidak dapat mendukung passthrough FUSE karena kernel untuk perangkat ini dibekukan dan tidak dapat dipindahkan ke kernel yang telah diupgrade secara resmi dengan perubahan passthrough FUSE.
Perangkat yang diluncurkan dengan Android 12 dapat mendukung passthrough FUSE saat menggunakan kernel resmi. Untuk perangkat tersebut, kode framework Android yang mengimplementasikan passthrough FUSE disematkan dalam modul utama MediaProvider, yang diupgrade secara otomatis. Perangkat yang tidak mengimplementasikan MediaProvider sebagai modul utama (misalnya, perangkat Android Go), juga dapat mengakses perubahan MediaProvider karena dibagikan secara publik.
FUSE versus SDCardFS
File system in Userspace (FUSE) adalah mekanisme yang memungkinkan operasi yang dilakukan pada sistem file FUSE di-outsource oleh kernel (driver FUSE) ke program userspace (daemon FUSE), yang mengimplementasikan operasi. Android 11 menghentikan penggunaan SDCardFS dan menjadikan FUSE sebagai solusi default untuk emulasi penyimpanan. Sebagai bagian dari perubahan ini, Android mengimplementasikan daemon FUSE-nya sendiri untuk mencegat akses file, menerapkan fitur keamanan dan privasi tambahan, serta memanipulasi file saat runtime.
Meskipun FUSE berfungsi dengan baik saat menangani informasi yang dapat di-cache seperti halaman atau atribut, FUSE memperkenalkan regresi performa saat mengakses penyimpanan eksternal yang terutama terlihat di perangkat kelas menengah dan bawah. Regresi ini disebabkan oleh rantai komponen yang bekerja sama dalam implementasi sistem file FUSE, serta beberapa peralihan dari ruang kernel ke ruang pengguna dalam komunikasi antara driver FUSE dan daemon FUSE (dibandingkan dengan akses langsung ke sistem file yang lebih rendah yang lebih ramping dan diimplementasikan sepenuhnya di kernel).
Untuk mengurangi regresi ini, aplikasi dapat menggunakan
splicing untuk
mengurangi penyalinan data dan menggunakan ContentProvider
API
untuk mendapatkan akses langsung ke file sistem file yang lebih rendah. Bahkan dengan pengoptimalan ini dan pengoptimalan
lainnya, operasi baca
dan tulis mungkin akan mengalami penurunan bandwidth saat menggunakan FUSE jika dibandingkan
dengan akses langsung ke sistem file yang lebih rendah — terutama dengan operasi baca acak, yang tidak dapat dibantu oleh caching atau baca-depan. Selain itu, aplikasi yang langsung mengakses penyimpanan melalui jalur /sdcard/ lama terus mengalami penurunan performa yang terlihat, terutama saat melakukan operasi yang menggunakan banyak IO.
Permintaan userspace SDcardFS
Menggunakan SDcardFS dapat mempercepat emulasi penyimpanan dan pemeriksaan izin FUSE dengan menghapus panggilan ruang pengguna dari kernel. Permintaan userspace mengikuti jalur: Userspace → VFS → sdcardfs → VFS → ext4 → Cache/Penyimpanan Halaman.
Gambar 1. Permintaan userspace SDcardFS
Permintaan userspace FUSE
FUSE awalnya digunakan untuk mengaktifkan emulasi penyimpanan dan memungkinkan aplikasi menggunakan penyimpanan internal atau sdcard eksternal secara transparan. Penggunaan FUSE menimbulkan overhead karena setiap permintaan userspace mengikuti jalur: Userspace → VFS → Driver FUSE → Daemon FUSE → VFS → ext4 → Cache/Penyimpanan Halaman.
Gambar 2. Permintaan userspace FUSE
Permintaan passthrough FUSE
Sebagian besar izin akses file diperiksa pada waktu pembukaan file, dengan pemeriksaan izin tambahan yang terjadi saat membaca dari dan menulis ke file tersebut. Dalam beberapa kasus, Anda dapat mengetahui pada waktu pembukaan file bahwa aplikasi yang meminta memiliki akses penuh ke file yang diminta, sehingga sistem tidak perlu terus meneruskan permintaan baca dan tulis dari driver FUSE ke daemon FUSE (karena hanya akan memindahkan data dari satu tempat ke tempat lain).
Dengan passthrough FUSE, daemon FUSE yang menangani permintaan terbuka dapat memberi tahu driver FUSE bahwa operasi diizinkan dan semua permintaan baca dan tulis berikutnya dapat langsung diteruskan ke sistem file yang lebih rendah. Hal ini menghindari overhead tambahan karena harus menunggu daemon FUSE ruang pengguna membalas permintaan driver FUSE.
Perbandingan permintaan FUSE dan passthrough FUSE ditampilkan di bawah.
Gambar 3. Permintaan FUSE versus permintaan passthrough FUSE
Saat aplikasi melakukan akses sistem file FUSE, operasi berikut akan terjadi:
Driver FUSE menangani dan mengantrekan permintaan, lalu menampilkannya ke daemon FUSE yang menangani sistem file FUSE tersebut melalui instance koneksi tertentu pada file
/dev/fuse, yang diblokir agar tidak dapat dibaca oleh daemon FUSE.Saat menerima permintaan untuk membuka file, daemon FUSE akan memutuskan apakah passthrough FUSE harus tersedia untuk file tertentu tersebut. Jika tersedia, daemon:
Memberi tahu driver FUSE tentang permintaan ini.
Mengaktifkan passthrough FUSE untuk file menggunakan
FUSE_DEV_IOC_PASSTHROUGH_OPENioctl, yang harus dilakukan pada deskriptor file/dev/fuseyang dibuka.
ioctl menerima (sebagai parameter) struktur data yang berisi hal berikut:
Deskriptor file dari file sistem file yang lebih rendah yang merupakan target untuk fitur passthrough.
ID unik permintaan FUSE yang saat ini sedang ditangani (harus terbuka atau buat-dan-buka).
Kolom tambahan yang dapat dibiarkan kosong dan dimaksudkan untuk implementasi mendatang.
Jika ioctl berhasil, daemon FUSE akan menyelesaikan permintaan terbuka, driver FUSE akan menangani balasan daemon FUSE, dan referensi ke file sistem file yang lebih rendah akan ditambahkan ke file FUSE dalam kernel. Saat aplikasi meminta operasi baca/tulis pada file FUSE, driver FUSE akan memeriksa apakah referensi ke file sistem file yang lebih rendah tersedia.
Jika referensi tersedia, driver akan membuat permintaan Virtual File System (VFS) baru dengan parameter yang sama yang menargetkan file sistem file yang lebih rendah.
Jika referensi tidak tersedia, driver akan meneruskan permintaan ke daemon FUSE.
Operasi di atas terjadi untuk baca/tulis dan baca-iter/tulis-iter pada file generik dan operasi baca/tulis pada file yang dipetakan memori. Passthrough FUSE untuk file tertentu ada hingga file tersebut ditutup.
Mengimplementasikan passthrough FUSE
Untuk mengaktifkan passthrough FUSE di perangkat yang menjalankan Android 12, tambahkan baris berikut ke file $ANDROID_BUILD_TOP/device/…/device.mk perangkat target.
# Use FUSE passthrough
PRODUCT_PRODUCT_PROPERTIES += \
persist.sys.fuse.passthrough.enable=true
Untuk menonaktifkan passthrough FUSE, hapus perubahan konfigurasi di atas atau tetapkan persist.sys.fuse.passthrough.enable ke false. Jika sebelumnya Anda telah mengaktifkan passthrough FUSE, menonaktifkannya akan mencegah perangkat menggunakan passthrough FUSE, tetapi perangkat tetap berfungsi.
Untuk mengaktifkan/menonaktifkan passthrough FUSE tanpa mem-flash perangkat, ubah properti sistem menggunakan perintah ADB. Contohnya ditampilkan di bawah ini.
adb rootadb shell setprop persist.sys.fuse.passthrough.enable {true,false}adb reboot
Untuk bantuan tambahan, lihat implementasi referensi.
Memvalidasi passthrough FUSE
Untuk memvalidasi bahwa MediaProvider menggunakan passthrough FUSE, periksa logcat untuk pesan proses debug. Contoh:
adb logcat FuseDaemon:V \*:S
--------- beginning of main
03-02 12:09:57.833 3499 3773 I FuseDaemon: Using FUSE passthrough
03-02 12:09:57.833 3499 3773 I FuseDaemon: Starting fuse...Entri FuseDaemon: Using FUSE passthrough dalam log memastikan bahwa passthrough FUSE sedang digunakan.
CTS Android 12 menyertakan CtsStorageTest, yang mencakup pengujian yang memicu passthrough FUSE. Untuk menjalankan pengujian secara manual, gunakan atest seperti yang ditunjukkan di bawah:
atest CtsStorageTest