File system for linux and windows

How it works

Use cases

First off, there will be some problems with NTFS if you use it in Linux:

1. NTFS doesn’t support file permission mode very well, so you’ll lose the executable bit, setuid bit, etc.

2. The ACL system in NTFS is not so comfortable with Linux, and you can’t disable it like you can with FAT32.

3. Currently, the performance of the NTFS implementation in Linux is not very good. For example, I found if I build a Maven project with NTFS, it is 3 more times slower than ext4.

Personally, I run Windows OS in VirtualBox, and make the virtual disk a raw NTFS image (see here). Since the NTFS image is now in raw format rather than.VDI, you can access the NTFS by mounting it directly, without loading the VM instance.

By using VirtualBox instead of Dual boots, there are several advantages:

1. You don’t have to convert your Linux partition to the NTFS file system. In VirtualBox, you can use Share Folder to access the host OS’s file system. And it’s very fast. Map it to a drive letter if necessary.

2. You can work with both OSes concurrently, without needing to restart in order to switch from one to the other.

3. Your GRUB loader will never be overwritten by Windows. Windows always overwrites your boot record and never prompts you with a yes or no.

4. You will pay more attention to Linux, and then you’ll learn the Linux way to do most of your work. In fact, I found it’s rarely needed to turn on the Windows VM. Because people are lazy about learning new things if you install a dual system, and Windows is enough, why would you bother to boot into another OS?

I found this is the best way to make both Linux and Windows coexist. I have built several Windows VM instances for different usages, and because I don’t install too many applications in each VM, they run fast and it doesn’t feel too different from non-virtual machines.

Одной из приятных черт философии Unix, которую унаследовала Linux, является модульная организация файловой системы. И это, на самом деле, очень хорошо, так как в типичной установке ОС могут понадобиться различные файловые системы, вроде ext4, reiserfs, btrfs, или даже сетевые файловые системы — вроде nfs. Кроме того, в Linux существуют и виртуальные файловые системы, вроде /sys и /dev, которые помогают Linux сделать так, чтобы всё в ней выглядело бы как файл. Слабая сторона средств работы с файловыми системами в Linux заключается в том, что для создания механизмов, обеспечивающих работу файловой системы, нужно вносить изменения в ядро, или, как минимум, создавать загружаемые модули. Это, правда, не так уж и сложно, но, всё же, немного сложнее, чем разработка обычных программ. Решить эту проблему призван интерфейс FUSE (Filesystem in USErspace — файловая система в пользовательском пространстве). В частности, речь идёт о модуле файловой системы, который позволяет создавать новые файловые системы путём написания вполне обычного кода.

Мои любимые файловые системы пользовательского пространства

Существует несколько FUSE, которые способны принести тем, кто их применяет, реальную пользу. Вот некоторые из моих любимых:

• sshfs — монтирует удалённую файловую систему, используя лишь ssh-доступ.
• rclone — позволяет организовывать доступ ко многим удалённым файловым системам и осуществлять их монтирование.
• tagsistant — файловая система, основанная на тегах, облегчающая работу с большим количеством файлов.
• fuse-zip — позволяет монтировать zip-файлы в виде файловых систем.
• gitfs — позволяет монтировать в виде файловых систем git-репозитории.

Есть и множество других FUSE. Разнообразие подобных файловых систем позволяет использовать их в самых разных сценариях. Например — и для организации локальной работы с файлами, и для привлечения к работе с данными мощностей облачных провайдеров.

А как насчёт Windows?

FUSE в Linux — это весьма полезная штука. А есть ли что-то подобное в Windows? Да, нечто такое есть и в Windows. Называется оно WinFsp и выглядит как интересный механизм для работы с файловыми системами. Правда, прямой совместимости с FUSE у него нет. Но имеются слои совместимости с FUSE (один — для версии 2.8, и ещё один — для версии 3.2), которые упрощают портирование существующего FUSE-кода на WinFsp.

Это — достаточно новый проект такого рода. Но существует ещё один подобный проект — Dokan, авторы которого говорят о наличии интерфейсов к его API для FUSE. Правда, если верить бенчмаркам, выполненным в рамках проекта WinFsp, оказывается, что WinFsp отличается более высокой производительностью.

Итоги

Если имеется какая-нибудь FUSE, которая вам очень нравится, то она, вероятно, является опенсорсной. А если она вам и правда нравится — вы можете попытаться портировать её на Windows. Если вы не используете Windows, но хотите написать собственную FUSE для этой платформы, вышеописанные проекты дадут вам достаточно простые механизмы для переноса ваших трудов на Windows.

Например, у вас может быть некая система для логирования данных. Вы решили, что хотите представить результаты её работы в виде файловой системы. Сделать это не так уж и сложно. Так, например, имеются некоторые структуры данных, которые нужно заполнить, причём, заполнять нужно далеко не все эти структуры. Нужно написать функции, которые будут использоваться в виде инструментов для чтения и записи данных, представляющих директории и файлы. Вот — пример, написанный на C. А вот — C++-обёртка, которая позволит создать файловую систему, написав меньше кода, чем при выборе C. В этом примере имеется всего четыре простых функции. Так что — если вам нужна собственная файловая система пользовательского пространства — вы, что для Linux, что для Windows, вполне можете создать её своими силами.

Возникала ли у вас когда-нибудь необходимость в создании собственной файловой системы?

Свежая инсайдерская сборка Windows 10 с индексом «20211» позволяет монтировать физические диски внутри WSL 2, тем самым открывая возможность получить доступ к файловым системам, не поддерживающимся Windows нативно (например, ext4). Если вы используете две системы параллельно на разных дисках, то теперь вы сможете получать доступ к файлам Linux из под Windows.

Подготовка

Для монтирования диска, необходимо открыть PowerShell с привилегиями администратора и выполнить следующую команду:

wsl —mount <Путь к диску>

Для отображения всех доступных дисков надо выполнить:

wmic diskdrive list brief

Демонтировать диск из WSL 2 можно командой

wsl —unmount <Путь к диску>

Пути к дискам можно узнать в колонке DeviceID. Обычно он представлен в виде \.\.PHYSICALDRIVE*.

Доступ к файлам через «Проводник»

Как только диск смонтирован, к нему можно получить доступ через «Проводник», перейдя по пути wsl$ и смонтировав папку.

Ограничения

По стандарту wsl —mount пытается смонтировать диск как ext4. Для того, чтобы указать другую файловую систему, необходимо использовать команду

wsl —mount <Путь к диску> -t <Тип файловой системы>

Список всех доступных файловых систем можно узнать, введя

cat /proc/filesystems

Также важно отметить, что только целые физические диски могут быть смонтированы в WSL 2. На текущий момент невозможно присоединить только один раздел. Кроме того, хотя и есть поддержка дисков USB, устройства USB Flash не могут подключаться к WSL 2.

Внимание: Это перевод статьи из блога Microsoft.