用Python编写一个简单的FUSE文件系统的教程


Posted in Python onApril 02, 2015

如果你是我的长期读者,那么你应该知道我在寻找一个完美备份程序,最后我写了一个基于bup的我自己的加密层。

在写encbup的时候,我对仅仅恢复一个文件就必须要下载整个巨大的档案文件的做法不甚满意,但仍然希望能将EncFS和 rdiff-backup一起使用来实现可远程挂载、加密、去重、版本化备份的功能。

再次试用obnam 后(??乱痪洌核?故锹?某銎?,我注意到了它有一个mount命令。深入研究后,我发现了fuse-python和fusepy,感觉用Python写一个FUSE文件系统应该挺简单的。

聪明的读者可能已经意识到了我接下来要做的事情:我决定用Python写一个加密文件系统层!它与EncFS会非常相似,但也有一些重要的区别:

  •     它默认以反向模式运行,接收正常的文件并且暴露一个被加密的目录。任何备份程序会发现(并且备份)这些加密的目录,不需要任何其它的存储。
  •     它也能接受由一个目录列表组成的配置文件,并且在挂载点将这些目录暴露出来。这样的话,所有的备份脚本就需要将挂载点备份,各种不同的目录会立刻得以备份。
  •     它会更偏重于备份,而不是加密存储。写起来应该会挺有意思的。

一个FUSE文件系统示例

写这个脚本的第一步是写出一个纯粹的传递式的文件系统。它仅仅是接受一个目录,并在挂载点将其暴露出来,确保任何在挂载点的修改都会镜像到源数据中。

fusepy 要求你写一个类,里面定义了各种操作系统级别的方法。你可以选择定义那些你的文件系统想要支持的方法,其他的可以暂时不予定义,但是我需要定义全部的方法,因为我的文件系统是一个传递式的文件系统,它应该表现的与原有的文件系统尽可能一致。

写这段代码会非常简单有趣,因为大部分的方法只是对os模块的一些简单封装(确实,你可以直接给它们赋值,比如 open=os.open 等等,但是我的模块需要一些路径扩展)。不幸的是,fuse-python有一个bug(据我所知)是当打开和读文件的时候,它无法将文件句柄回传给文件系统。因而我的脚本不知道某个应用执行读写操作时对应的是哪个文件句柄,从而导致了失败。只需要对fusepy做极少的改动,它就可以很好地运行。它只有一个文件,所以你可以把它直接放到你的工程里。
代码

在这里,我很乐意给出这段代码,当你打算自己实现文件系统的时候可以拿来参考。这段代码提供了一个很好的起点,你可以直接把这个类复制到你的工程中并且根据需要重写里面的一些方法。

接下来是真正的代码了:

#!/usr/bin/env python
 
from __future__ import with_statement
 
import os
import sys
import errno
 
from fuse import FUSE, FuseOSError, Operations
 
class Passthrough(Operations):
  def __init__(self, root):
    self.root = root
 
  # Helpers
  # =======
 
  def _full_path(self, partial):
    if partial.startswith("/"):
      partial = partial[1:]
    path = os.path.join(self.root, partial)
    return path
 
  # Filesystem methods
  # ==================
 
  def access(self, path, mode):
    full_path = self._full_path(path)
    if not os.access(full_path, mode):
      raise FuseOSError(errno.EACCES)
 
  def chmod(self, path, mode):
    full_path = self._full_path(path)
    return os.chmod(full_path, mode)
 
  def chown(self, path, uid, gid):
    full_path = self._full_path(path)
    return os.chown(full_path, uid, gid)
 
  def getattr(self, path, fh=None):
    full_path = self._full_path(path)
    st = os.lstat(full_path)
    return dict((key, getattr(st, key)) for key in ('st_atime', 'st_ctime',
           'st_gid', 'st_mode', 'st_mtime', 'st_nlink', 'st_size', 'st_uid'))
 
  def readdir(self, path, fh):
    full_path = self._full_path(path)
 
    dirents = ['.', '..']
    if os.path.isdir(full_path):
      dirents.extend(os.listdir(full_path))
    for r in dirents:
      yield r
 
  def readlink(self, path):
    pathname = os.readlink(self._full_path(path))
    if pathname.startswith("/"):
      # Path name is absolute, sanitize it.
      return os.path.relpath(pathname, self.root)
    else:
      return pathname
 
  def mknod(self, path, mode, dev):
    return os.mknod(self._full_path(path), mode, dev)
 
  def rmdir(self, path):
    full_path = self._full_path(path)
    return os.rmdir(full_path)
 
  def mkdir(self, path, mode):
    return os.mkdir(self._full_path(path), mode)
 
  def statfs(self, path):
    full_path = self._full_path(path)
    stv = os.statvfs(full_path)
    return dict((key, getattr(stv, key)) for key in ('f_bavail', 'f_bfree',
      'f_blocks', 'f_bsize', 'f_favail', 'f_ffree', 'f_files', 'f_flag',
      'f_frsize', 'f_namemax'))
 
  def unlink(self, path):
    return os.unlink(self._full_path(path))
 
  def symlink(self, target, name):
    return os.symlink(self._full_path(target), self._full_path(name))
 
  def rename(self, old, new):
    return os.rename(self._full_path(old), self._full_path(new))
 
  def link(self, target, name):
    return os.link(self._full_path(target), self._full_path(name))
 
  def utimens(self, path, times=None):
    return os.utime(self._full_path(path), times)
 
  # File methods
  # ============
 
  def open(self, path, flags):
    full_path = self._full_path(path)
    return os.open(full_path, flags)
 
  def create(self, path, mode, fi=None):
    full_path = self._full_path(path)
    return os.open(full_path, os.O_WRONLY | os.O_CREAT, mode)
 
  def read(self, path, length, offset, fh):
    os.lseek(fh, offset, os.SEEK_SET)
    return os.read(fh, length)
 
  def write(self, path, buf, offset, fh):
    os.lseek(fh, offset, os.SEEK_SET)
    return os.write(fh, buf)
 
  def truncate(self, path, length, fh=None):
    full_path = self._full_path(path)
    with open(full_path, 'r+') as f:
      f.truncate(length)
 
  def flush(self, path, fh):
    return os.fsync(fh)
 
  def release(self, path, fh):
    return os.close(fh)
 
  def fsync(self, path, fdatasync, fh):
    return self.flush(path, fh)
 
def main(mountpoint, root):
  FUSE(Passthrough(root), mountpoint, foreground=True)
 
if __name__ == '__main__':
  main(sys.argv[2], sys.argv[1])

如果你想要运行它,只需要安装fusepy,把这段代码放进一个文件(比如myfuse.py)然后运行 python myfuse.py /你的目录 /挂载点目录 。你会发现 “/你的目录” 路径下的所有文件都跑到”/挂载点目录”,还能像用原生文件系统一样操作它们。
结语

总的来说,我并不认为写一个文件系统就这么简单。接下来要做的是在脚本里添加加密/解密的功能,以及一些帮助类的方法。我的目标是能让它除了有更好的扩展性(因为是用Python写的),以及包含一些针对备份文件的额外特性外,可以成为一个EncFS的完全替代品。

如果你想跟进这个脚本的开发过程,请在下面订阅我的邮件列表,或者在Twitter上关注我。一如既往的欢迎反馈(在下面评论就很好)。

Python 相关文章推荐
使用SAE部署Python运行环境的教程
May 05 Python
python实现感知器算法详解
Dec 19 Python
Python使用requests发送POST请求实例代码
Jan 25 Python
Django 根据数据模型models创建数据表的实例
May 27 Python
Python装饰器知识点补充
May 28 Python
itchat-python搭建微信机器人(附示例)
Jun 11 Python
python字符串查找函数的用法详解
Jul 08 Python
python自动化测试之异常及日志操作实例分析
Nov 09 Python
pyftplib中文乱码问题解决方案
Jan 11 Python
python3将变量写入SQL语句的实现方式
Mar 02 Python
Python常用类型转换实现代码实例
Jul 28 Python
浅谈Python中的函数(def)及参数传递操作
May 25 Python
用Python中的__slots__缓存资源以节省内存开销的方法
Apr 02 #Python
用Python的线程来解决生产者消费问题的示例
Apr 02 #Python
用实例分析Python中method的参数传递过程
Apr 02 #Python
使用优化器来提升Python程序的执行效率的教程
Apr 02 #Python
使用Python脚本对Linux服务器进行监控的教程
Apr 02 #Python
在Python编程过程中用单元测试法调试代码的介绍
Apr 02 #Python
用Python的Django框架完成视频处理任务的教程
Apr 02 #Python
You might like
如何冲泡挂耳包咖啡?技巧是什么
2021/03/04 冲泡冲煮
逆序二维数组插入一元素的php代码
2012/06/08 PHP
thinkPHP框架动态配置用法实例分析
2018/06/14 PHP
JavaScript 异步调用框架 (Part 6 - 实例 & 模式)
2009/08/04 Javascript
js中的window.open返回object的错误的解决方法
2009/08/15 Javascript
jquery图片延迟加载 前端开发技能必备系列
2012/06/18 Javascript
jquery.form.js用法之清空form的方法
2014/03/07 Javascript
实现图片预加载的三大方法及优缺点分析
2014/11/19 Javascript
JavaScript中的null和undefined区别介绍
2015/01/01 Javascript
jquery实现翻动fadeIn显示的方法
2015/03/05 Javascript
jQuery控制Div拖拽效果完整实例分析
2015/04/15 Javascript
基于jQuery实现返回顶部实例代码
2016/01/01 Javascript
有关jquery与DOM节点操作方法和属性记录
2016/04/15 Javascript
JavaScript的==运算详解
2016/07/20 Javascript
微信小程序  wx.request合法域名配置详解
2016/11/23 Javascript
懒加载实现的分页&&网站footer自适应
2016/12/21 Javascript
jquery.uploadifive插件怎么解决上传限制图片或文件大小问题
2017/05/08 jQuery
ES6 Generator函数的应用实例分析
2019/06/26 Javascript
使用Python写个小监控
2016/01/27 Python
django 多数据库配置教程
2018/05/30 Python
python实现桌面壁纸切换功能
2019/01/21 Python
Python常用特殊方法实例总结
2019/03/22 Python
python内存动态分配过程详解
2019/07/15 Python
python接口自动化之ConfigParser配置文件的使用详解
2020/08/03 Python
Html5 video标签视频的最佳实践
2020/02/26 HTML / CSS
医学生个人求职信范文
2013/09/24 职场文书
商场活动策划方案
2014/01/24 职场文书
优秀求职信范文分享
2014/01/26 职场文书
国培教师自我鉴定
2014/02/12 职场文书
付款委托书范本
2014/04/04 职场文书
派出所正风肃纪剖析材料
2014/10/10 职场文书
再婚婚前财产协议书范本
2014/10/19 职场文书
酒店前台岗位职责
2015/04/16 职场文书
Java Socket实现Redis客户端的详细说明
2021/05/26 Redis
解决pycharm下载库时出现Failed to install package的问题
2021/09/04 Python
Netty客户端接入流程NioSocketChannel创建解析
2022/03/25 Java/Android