ShadowFS计划

地球发动机

本版是讨论内核的，那我来说一个我已经设想了很久的计划：ShadowFS，希望通过编写内核驱动，能够付诸实现！

什么是ShadowFS？它是一个“影子”文件系统。当我们做LiveCD的时候，LiveCD是不可写的。因此应用上就比较麻烦，比如每次都要输入相同的许多命令等等。最显然的一点，就是每次都要运行一遍 adsl-setup，然后才能adsl-start。

ShadowFS希望通过设定一个磁盘分区作为另一个只读分区的影子，来解决这个问题。对于用户来说，他面对的是一个可读写的文件系统。任何写入操作都会写入影子分区中；但如果影子分区上没有所需要的数据，ShadowFS会从原始只读分区中读取。

为了避免将一个影子分区对应于一个错误的只读分区（例如，你用同一个影子分区对应了两个只读分区，这样会造成严重错误！），需要进行校验。通过iso9660、squashfs等只读文件系统内部的一些功能，应当可以生成校验码，在格式化影子分区的时候写入进去。对于ext2等可读写的文件系统，创建影子分区也可以，但如果创建了影子分区之后，另外又将ext2分区mount成可读写的，则有可能会出现冲突，且很难防止。

例如：mkshadowfs --from /dev/cdrom -t iso9660 -o $Options /dev/hda7这条命令就为/dev/cdrom创建了一个影子分区/dev/hda7。其中，会设定mount /dev/cdrom时所用的文件类型和选项。这些也需要一并记录在影子分区中。

当需要加载影子分区的时候，可以采用这样的命令：
mount -t shadowfs /dev/hda7
由于/dev/hda7已经包含了足够的信息表明哪个设备是对应的原始设备，该设备应该用什么选项来mount等等，所以munt这个分区就相对变得简单。

为了方便有时候要用不同的选项mount同一个设备，或者适应硬件上的改变（例如，把硬盘拆到其它机器上去了），这些元信息是可以修改的。但fs类型和内部的签名不能修改。所有元信息都可以查询。

setshadowfs --from /dev/loop0 /dev/hda7

这条命令即可把/dev/hda7修改为对应/dev/loop0。

showshadowfs /dev/hda7
这条命令显示shadowfs分区hda7的信息。可能的输出如下：
/dev/hda7 is a shadow of /dev/loop0
Original filesystem is iso9660
Options of original filesystem is ...
Signature: 0x88043343aabbc
Current Size:10,020MB
Used Size: 200MB

有了Shadowfs，LiveCD的功能可以变得异常强大：首次在某台机器上使用时，可以提示你建立shadowfs；在以后的使用中，可以自动搜索适合的Shadowfs加以使用，这将是超炫的体验！
更加更加炫的是，可以用loop0来做Shadowfs。这样，只要这台机器上有足够的空间，LiveCD就可以在现有分区上（甚至是Windows分区）创建一个文件，以后需要写入的内容就放在这个文件里---是不是酷毙了？这样的LiveCD已经不仅仅是“活的”了，它还可以安装软件、调整设置，可以做任何硬盘版OS能做的事情。

但是，Shadowfs项目现在还不存在。没有大家的支持，以上的设想就不可能实现。从技术的角度看，实现上除了需要对内核文件系统有经验之外，似乎困难不大。有高手愿意参与这样一个项目吗？

baijingtao

这个实现起来并不难,只要将对原分区的所有写操作重定向到影子分区就行了.同时在原分区的读操作中加入钩子.检测影子分区中是不是存在同样的内容.以便进行操作.
同时在文件系统中建立相应的数据结构,用于管理影子分区中的数据.

我对这个问题很感兴趣.有人愿做的话.我想加入.
我分析过ext2,对从文件操作的系统调用到.最终的磁盘操作作出一些研究.

home_king

SLAX就使用了类似shadowfs的技术，其名为ovlfs，同样实现了可写的光盘根文件系统。目前ovlfs的补丁集只对内核2.4有效。

其实，我觉得没有这个必要去设计一个shadowfs或者ovlfs，同样的可写并且定制可复用的功能，使用简单的"mount --bind"命令以及shell算法即可实现。 ;)

ps：在Linux下的开发设计，首先应该确定大前提是放在用户层还是内核层，前者是优先的考虑。纯属个人意见。

baijingtao

谢谢提醒!!
也是.最重要的是简单.好用!

地球发动机

很感兴趣。我看了ovlfs，应该是可以达到基本要求。但如果有一个1GB的文件在DVD上（比如是个iso文件），而它有错误启动不了，我想要二进制编辑其中的内容让它能启动，这个文件系统会把整个文件拷贝到storage_filesystem（我称为影子分区的地方）上，虽然你可能仅需要改动几个字节。当然，如果这点能得到改进，并能支持更新的内核，则我的项目就不需要了。

至于用户态的方法，如果真有这种魔法我很佩服。但我能够从一个不支持X的LiveCD上用正常的方法（下载源码，解压，配置，编译，安装）安装X并使它正常运行吗？应该如何做？也许能实现，但所费的心力估计不下于写一个内核驱动吧？