Filesystem in Userspace

Die Funktionsweise von FUSE: Es gibt zwar ein Kernel-Modul, aber die eigentliche Programmlogik (libfuse) läuft im Userspace (oben). Das zugreifende Programm ls (links-oben) greift wie über ein normales Dateisystem darauf zu, erst das Kernelmodul leitet den Aufruf um.
VFS: Virtuelles Dateisystem
NFS, Ext3, …: Dateisysteme
glibc: GNU-C-Bibliothek

FUSE (Filesystem in Userspace) ist ein Kernel-Modul für Unix-Systeme, das es ermöglicht, Dateisystem-Treiber aus dem Kernel-Mode in den User-Mode zu verlagern.

Verwendung

FUSE entstand aus der Notwendigkeit heraus, Benutzern mit Standardrechten die Einbindung (Mounten) von Dateisystemen ins System eines Computers zu ermöglichen. Üblicherweise wurden Dateisysteme nur auf Festplatten angelegt, die in einen Rechner fest verbaut wurden und deshalb gleich nach dem Einbau vom Administrator (oder dem Nutzer per Administratorenkonto) durch die Installation des passenden Treibers verfügbar gemacht wurden. Mit dem Aufkommen von mobilen Massendatenspeichern wie z. B. USB-Sticks oder externen Datensicherungssystemen zu günstigeren Preisen wurde es notwendig, Nutzern auch ohne Administratorenrechte die Installation und Verwaltung solcher Geräte zu ermöglichen. FUSE wird mit administrativen Rechten ins System eingebunden (installiert) und stellt danach nichtprivilegierten Computerbenutzern (mit Standardrechten) dieselben Funktionen zur Verfügung.

FUSE ist das laufwerksspezifische Modul (für die angeschlossene Hardware) und benötigt zur Einbindung des darauf enthaltenen Dateisystems zusätzlich den jeweils passenden dateisystemspezifischen Treiber. Der wohl bekannteste ist NTFS-3G, welches den Zugriff auf die weit verbreiteten NTFS-Dateisysteme (Windows) ermöglicht. Mit Hilfe von FUSE lassen sich unter GNU/Linux, FreeBSD, OpenSolaris, Mac OS X oder Android die meisten existierenden Dateisysteme wie NTFS oder UDF (DVDs) einbinden. Da FUSE-Dateisysteme – wie normale Anwendungsprogramme – im Benutzermodus (User-Mode) laufen, muss sich der Entwickler nicht mit den Beschränkungen und Besonderheiten des Kernel-Modes auseinandersetzen. FUSE-Dateisystemtreiber sind daher erheblich einfacher zu entwickeln und zu warten. So entstand eine Vielzahl von Treibern, die neben Speichermedien auch ganz andere Datenstrukturen als navigierbares Dateisystem abbilden.

Geschichte

Am 15. Oktober 2004 wurde das FUSE-Projekt auf SourceForge gegründet, als Variante aus dem SHFS-Projekt hervorgehend. Seit dem 15. Januar 2005 war es Teil des mm-Kernels, bevor es am 13. September 2005 in den offiziellen Linux-Kernel 2.6.14 aufgenommen wurde. Durch Re-Implementation unter der ISC-Lizenz (Veröffentlichung: März 2013^[1]) wurde die Einbettung in OpenBSD erleichtert, was im Juni 2013 geschah.^[2]

Seit Linux-Kernel 2.6.31^[3] und NetBSD 5.0.^[4] ist CUSE ein integrierter Treiber innerhalb von FUSE.

Ein in den Zielen ähnliches Projekt war das Linux Userland Filesystem (LUFS), das mit der Einführung von FUSE jedoch an Bedeutung verloren hat und nicht mehr aktiv weiterentwickelt wurde.

Bekannte Dateisysteme und -Treiber

Weblinks

• Projektseite FUSE
• IBM developerWorks: Develop your own filesystem with FUSE, englischsprachiger Artikel (2006/2014)
• macFUSE: Eine Implementierung von FUSE für macOS, entstanden im Rahmen von Google Summer of Code
• Offizielle Liste aller FUSE-Dateisysteme (engl.)
• DokanY: Eine Implementierung von FUSE für Windows
• Jake Edge: Character devices in user space. Artikel bei lwn.net, 25. November 2008

Einzelnachweise

1. ↑ openbsd dev - tech - Fuse (and sshfs) support for OpenBSD. 5. März 2013, abgerufen am 15. Juli 2015. 
2. ↑ 'CVS: cvs.openbsd.org: src' - MARC. 3. Juni 2013, abgerufen am 15. Juli 2015. 
3. ↑ Julius Stiebert: Linux-Kernel 2.6.31 unterstützt USB 3.0. Golem, 10. September 2009
4. ↑ Announcing NetBSD 5.0. The NetBSD Project (netbsd.org)
5. ↑ http://wiki.ubuntuusers.de/CloudFusion
6. ↑ https://www.cryfs.org
7. ↑ http://savannah.nongnu.org/projects/davfs2
8. ↑ GitHub Projekt-Seite. Abgerufen am 2. Juni 2019. 
9. ↑ http://0pointer.de/lennart/projects/fusedav/
10. ↑ http://www.gluster.org/
11. ↑ http://loggedfs.sourceforge.net/
12. ↑ http://sourceforge.net/projects/mysqlfs/
13. ↑ NTFS-3G: Voller NTFS-Schreibzugriff unter Linux. In: golem.de. 17. Juli 2006, abgerufen am 15. Juli 2015. 
14. ↑ http://www.linux-ntfs.org/
15. ↑ https://github.com/s3fs-fuse/s3fs-fuse/
16. ↑ David Wolski: Toolbox: Dateizugriffe mit sshfs – heise open. In: heise.de. 23. Juli 2012, abgerufen am 15. Juli 2015. 
17. ↑ http://noedler.de/projekte/wdfs/
18. ↑ http://wikipediafs.sourceforge.net
19. ↑ http://zfs-on-fuse.blogspot.com/