一个用 Go 实现的迷你 FUSE 文件系统，用于学习 FUSE 工作原理。灵感来自 shayonj/magicfs 和 Building a Tiny FUSE Filesystem。
文件系统本质上是一个请求-响应循环：用户程序调 open/read/write 等系统调用，内核把请求转发给 FUSE 用户态进程，我们的代码回答这些请求。
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 用户程序 (cat, echo, ls, rm, mv, mkdir, rmdir) │
└────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│ 系统调用
┌────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ Linux/macOS 内核 VFS │
│ → 路径解析 → 找到 FUSE 挂载点 │
└────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│ /dev/fuse 协议
┌────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ go-fuse 库 (解析 FUSE 协议，分发到回调方法) │
└────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│ 方法调用
┌────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ mini-fs (我们的代码) │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────────────────────┐ │
│ │ staged (内存) │ │ metadata.json + blobs/ (磁盘) │ │
│ └──────────────┘ └──────────────────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘
/tmp/minifs-store/
├── metadata.json # inode 树形索引（目录 + 文件）
└── blobs/
└── blob-000000000001 # 文件内容（不可变，每次写入生成新 blob）
metadata.json 示例：
{
"next_inode": 5,
"next_blob": 2,
"root_ino": 1,
"entries": {
"1": {
"ino": 1,
"is_dir": true,
"mode": 493,
"mtime": 1719136000,
"ctime": 1719136000,
"children": {
"hello.txt": 2,
"docs": 3
}
},
"2": {
"ino": 2,
"mode": 420,
"size": 35,
"mtime": 1719136000,
"ctime": 1719136000,
"blobs": [{"blob": "blob-000000000001", "offset": 0, "len": 35}]
},
"3": {
"ino": 3,
"is_dir": true,
"mode": 493,
"mtime": 1719136000,
"ctime": 1719136000,
"children": {
"readme.txt": 4
}
},
"4": {
"ino": 4,
"mode": 420,
"size": 7,
"mtime": 1719136000,
"ctime": 1719136000,
"blobs": [{"blob": "blob-000000000002", "offset": 0, "len": 7}]
}
}
}cat docs/readme.txt
│
▼
LOOKUP "docs" ──→ root.Children["docs"] → ino=3
│
▼
LOOKUP "readme.txt" ──→ entries[3].Children["readme.txt"] → ino=4
│
▼
OPEN ino=4 ──→ 创建 miniFile{ino=4} 文件句柄
│
▼
READ ino=4 off=0 ──→ 读 staged[4] 或 readBlobs() → 返回字节
│
▼
RELEASE ino=4 ──→ 关闭文件句柄
echo "hello" > foo.txt
│
▼
CREATE "foo.txt" ──→ 分配 ino=5, 加入 root.Children, 写 metadata
│
▼
OPEN ino=5 ──→ 创建 miniFile{ino=5}
│
▼
SETATTR size=0 ──→ 截断文件（staged[5] = []byte{}）
│
▼
WRITE ino=5 "hello" ──→ staged[5] = []byte("hello") ← 纯内存！
│
▼
FLUSH ino=5 ──→ putBlob("hello") 写新 blob
删旧 blob（GC）
更新 metadata.json
│
▼
RELEASE ino=5 ──→ 关闭
MKDIR "docs"
│
▼
分配 ino=3, IsDir=true, Children={}
加入 root.Children["docs"] = 3
│
▼
commitMetadata() ──→ 原子更新 metadata.json
RMDIR "docs"
│
▼
检查 entries[3].Children 是否为空（非空返回 ENOTEMPTY）
│
▼
从 root.Children 删除 "docs"
从 entries 删除 ino=3
│
▼
commitMetadata() ──→ 原子更新 metadata.json
RENAME "docs/a.txt" → "b.txt"
│
▼
找到源父目录 entries[3]，从 Children 删 "a.txt"
找到目标父目录 root，加入 Children["b.txt"]（ino 不变）
│
▼
commitMetadata() ──→ 原子更新 metadata.json
UNLINK "bar.txt"
│
▼
删除关联的 blob 文件（GC）
从父目录 Children 删除 "bar.txt"
从 entries 删除对应 ino
│
▼
commitMetadata() ──→ 原子更新 metadata.json
所有 entry（文件和目录）按 inode 号索引在 Metadata.Entries 中。目录通过 Children map[string]uint64 引用子条目，形成树结构。路径解析逐级查找 Children。
write 系统调用只是"内核接受了数据"，不代表数据到了磁盘：
| FUSE 回调 | 含义 | mini-fs 做了什么 |
|---|---|---|
| WRITE | 应用写入数据 | 存到内存 staged map |
| FLUSH | fd 关闭时调用 | 写 blob + 更新 metadata |
| FSYNC | 应用主动请求持久化 | 同上 |
| RELEASE | 内核释放文件句柄 | 什么都不做 |
所有持久化操作都用 write-tmp-then-rename 模式：
os.WriteFile("blob.tmp", data, 0644) // 写临时文件
os.Rename("blob.tmp", "blob") // 原子替换崩溃安全性：任何一步失败，要么旧数据完好，要么新数据完整，不会出现半写。
AttrTimeout: time.Second // 属性缓存 1s
EntryTimeout: time.Second // 目录项缓存 1s1 秒内重复的 stat/lookup 请求由内核直接回答，不走 FUSE 进程。代价是删除/修改后有短暂的不一致窗口。
采用写入时即时清理（eager GC）：
commitInode写入新 blob 后立刻删除旧 blobUnlink删文件时同步删除关联 blob
安全性：删旧 blob 在更新 metadata 之后，最坏情况只是多留一个无引用文件。
- Go 1.20+
- macOS: macFUSE（
brew install macfuse） - Linux:
sudo apt install fuse3
go build -o mini-fs .
mkdir -p /tmp/minifs
./mini-fs /tmp/minifs /tmp/minifs-store另开终端：
ls -l /tmp/minifs
cat /tmp/minifs/hello.txt
echo "remember the milk" > /tmp/minifs/notes.txt
mkdir /tmp/minifs/docs
echo "nested file" > /tmp/minifs/docs/readme.txt
cat /tmp/minifs/docs/readme.txt
ls /tmp/minifs/docs
mv /tmp/minifs/docs/readme.txt /tmp/minifs/top.txt
rmdir /tmp/minifs/docs
chmod 755 /tmp/minifs/notes.txt
rm /tmp/minifs/top.txt
cat /tmp/minifs-store/metadata.json卸载：
# macOS
umount /tmp/minifs
# Linux
fusermount3 -u /tmp/minifsmain.go（单文件，~500 行）
├── 数据结构 BlobRef / Entry / Metadata
├── MiniFS 核心逻辑（初始化、路径解析、blob 读写、提交）
├── FUSE 回调 GetAttr / OpenDir / Open / Create / Mkdir / Rmdir / Rename / Unlink / Chmod
├── miniFile 文件句柄（Read / Write / Flush / Fsync）
└── main() 参数解析 + 挂载
硬链接、符号链接、xattr、mmap、文件锁、权限模型（uid/gid）、远程存储、日志恢复。