FUSE
核心概念：從地下室到辦公室
想像你的作業系統是一座辦公大樓。傳統上，所有檔案管理工作都發生在地下室的核心空間，如果你想創造新的檔案組織方式（比如自動壓縮或雲端儲存），就必須派工程師深入地下室改造核心基礎設施。這不僅需要極專業的核心程式設計技能，而且一個錯誤就可能讓整棟大樓癱瘓。
FUSE就像在大樓中安裝了特殊電梯系統，讓你可以在一般樓層的用戶空間設立檔案管理辦公室，透過電梯與地下室溝通。現在你可以用一般辦公設備和熟悉的程式語言來管理檔案，即使你的辦公室出問題，整棟大樓也不會受影響。
工作原理：委託而非取代
傳統檔案系統的直達模式
當文字編輯器要開啟document.txt時，它發出open()系統呼叫直接進入 kernel，kernel 中的檔案系統驅動程式直接與硬碟對話，讀取資料後直接返回給應用程式。整個過程像一條高速公路，資料從儲存設備直達應用程式。
FUSE的委託模式
同樣的open()請求在FUSE環境中會經歷不同路徑。應用程式仍然發出相同的 system call 進入 kernel ，但當 kernel 的VFS發現這是FUSE掛載點時，核心中的FUSE模組會將請求包裝成訊息，透過特殊通訊管道傳送到用戶空間中運行的你的FUSE程式。
你的FUSE程式接收請求後，可以用任何方式處理它，也許從遠端伺服器下載檔案、解密儲存內容，或動態生成檔案。處理完成後，結果透過相同管道送回核心，核心再交給應用程式。從應用程式角度看，它完全不知道這個複雜過程，只是得到了要求的檔案內容。
工作流程
- 應用稱是呼叫 system call
- Trapped in kernel
- kernel 發現這個 system call 所需內容在 FUSE 上
- kernel 發 request 給 FUSE (Back to userspace)
- FUSE 處理完指令後將結果發回 kernel (Trapped in kernel)
- kernel 將結果傳回應用程式 (Back to userspace)
關鍵理解點
系統呼叫沒有被繞過：很多人誤以為FUSE會將 system call 轉換成 function call，但實際上應用程式仍然發出正常的系統呼叫進入 kernel。FUSE的作用是建立委託關係，核心說：“我信任你處理這類檔案操作，所以會將相關請求轉發給你。”
上下文切換的代價：每次檔案操作都需要在核心和用戶空間之間進行額外的通訊和上下文切換，就像搭電梯在地下室和一般樓層間來回。這會帶來效能開銷，但換來了開發便利性和系統安全性。
回應式服務程式：設計FUSE檔案系統實際上是在設計一個等待來自核心請求的服務程式。這與傳統檔案系統驅動程式不同，後者是核心的緊密整合組件。
哲學轉變：FUSE代表從”所有重要系統功能都必須在核心實現”轉向”讓核心專注核心功能，複雜應用邏輯委託給用戶空間”的思維轉變。這讓檔案系統開發變得更安全容易，也為創新儲存解決方案開啟了無限可能。