对文件系统进行原型设计答案

【问题标题】：Prototyping a filesystem对文件系统进行原型设计
【发布时间】：2023-07-03 16:48:01
【问题描述】：

对文件系统进行原型设计的最佳实践有哪些？

我在 Python 中尝试过使用fusepy，现在我很好奇：

从长远来看，如果可敬的文件系统实现在C？不会在 C 中妨碍便携性，或最终导致性能问题？
是否还有其他实现方式，例如保险丝？
显然核心文件系统技术发展缓慢（fat32、ext3、ntfs，其他一切都是小鱼），采用了哪些调试技术？
在主要操作系统中实现高度优化、完全受支持的文件系统开发的一般课程是什么？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

存在于用户空间中的文件系统（在 FUSE 或其 Mac 版本中）确实是一个非常方便的东西，但不会具有与存在于内核空间中的传统文件系统相同的性能（因此必须在 C ）。你可以说这就是为什么微内核系统（文件系统和其他东西存在于用户空间中）从来没有像 A. Tanenbaum 在 Minix 邮件列表上的一篇著名帖子中攻击 Linux 时所说的那样，真正“将单片内核留在尘土中” 20 年前（作为一名 CS 教授，他说他会因为 Linus 为他的操作系统选择单体架构而失败——Linus 当然反应热烈，整个交流现在非常有名，可以在网络上的许多地方找到;-)。

可移植性并不是真正的问题，除非您的目标是内存非常有限的“嵌入式”设备——除了此类设备，您可以在可以运行 C 的地方运行 Python（如果有的话，那就是FUSE 会限制你，而不是 Python 运行时）。但性能肯定可以。

【讨论】：

【解决方案2】：

从长远来看，应该可敬的文件系统实现在C？不会在 C 中妨碍便携性，或最终导致性能问题？

不一定，有很多与 C 不同的执行语言（首先想到的是 O'Caml，C++。）事实上，我希望 NTFS 可以用 C++ 编写。问题是您似乎来自 Linux 背景，并且由于 Linux 内核是用 C 编写的，因此任何希望合并到内核中的文件系统也必须用 C 编写。

还有其他实现吗保险丝？

有几个适用于 Windows，例如，http://code.google.com/p/winflux/ 和 http://dokan-dev.net/en/ 在不同的成熟度级别

显然是核心文件系统技术缓慢移动（fat32、ext3、ntfs、其他都是小鱼），什么是否采用了调试技术？

同样，这在 Windows 中大部分是正确的，在 Solaris 中你有 ZFS，在 Linux 中 ext4 和 btrfs 存在。调试技术通常涉及在各种操作过程中关闭机器，查看数据处于何种状态，存储大量数据并查看性能。

什么是通用课程文件系统发展需要达到一个高度优化，完全支持在主要操作系统中实现？

同样，这取决于哪个操作系统，但它确实涉及大量测试，尤其是确保故障不会丢失数据。

【讨论】：

不要忘记像 bonnie++ 这样的事实标准文件系统基准测试：coker.com.au/bonnie++
嗯，这是最好的答案，但比我希望的要少。可能不是完整文章的正确论坛:)
@Matt：您会惊讶于人们为赏金所做的事情:-) 如果这还不够，请稍微修改您的问题，准确说明您希望什么并添加赏金。
bonnie++ 事实上的标准文件系统基准测试？你在开玩笑吗？ fsl.cs.sunysb.edu/docs/fsbench/fsbench-tr.html#sec:bonnie

【解决方案3】：

我建议您为内核块设备 API 层创建一个mock object。模拟层应该使用mmap'd 文件作为文件系统的后备存储。这样做有很多好处：

运行单元测试用例的 FS 性能极快。
能够将调试代码/断点插入模拟层以检查故障情况。
轻松保存文件系统状态的多个副本以供研究或运行测试用例。
能够确定性地引入文件系统必须处理的块设备错误或其他系统事件。

【讨论】：

【解决方案4】：

受人尊敬的文件系统将快速高效。对于 Linux，这基本上意味着用 C 语言编写，因为如果您没有与内核一起分发，您将不会受到重视。

至于 Fuse 等其他工具，有 MacFUSE，它可以让你在 mac 和 linux 上使用相同的代码。

【讨论】：