FUSE (Filesystem in Userspace)

root権限を持たない一般ユーザーでも独自のファイルシステムを実装・マウントできるようにするLinuxの仕組み。通常Linuxでファイルシステムを実装するにはカーネル空間に組み込む必要があるが、FUSEを使うとファイルシステムのロジックをユーザー空間のプログラムとして書ける。

構成要素

3つのコンポーネントからなる。

  • fuse.ko — カーネルモジュール。VFS(仮想ファイルシステム)層とユーザー空間デーモンの間の通信を仲介する。
  • libfuse — ユーザー空間でファイルシステムデーモンを実装するためのライブラリ。getattr（属性取得）・readdir（ディレクトリ一覧）・open・readのようなコールバック関数を実装する形でファイルシステムを作る。高レベルAPIと低レベルAPIの2段階が用意されている。
  • fusermount — 非特権ユーザーが安全にマウントできるようにするマウントユーティリティ。

root権限なしでマウントできる仕組み

fusermount（新しい実装ではfusermount3）はsetuid-rootバイナリになっており、これが代理でmount()システムコールを実行する。そのためユーザー自身がroot権限を持つ必要はない。

  • デフォルトでは、非rootユーザーがマウントしたFUSEファイルシステムはマウントした本人しかアクセスできない（rootでも中身が見えない）。
  • 他ユーザー（rootを含む）にもアクセスさせたい場合はallow_otherマウントオプションを使うが、これを非rootユーザーが指定できるようにするには/etc/fuse.confにuser_allow_otherを書いておく必要がある。この制限はfusermount3ヘルパー側で強制されているものなので、root権限で動くファイルシステム実装であれば回避できる。
  • user namespace内でマウントすれば、setuidバイナリやroot権限を一切使わずに済ませることも可能。

動作の流れ

VFS layer
    ↓
FUSEカーネルモジュール (fuse.ko)
    ↓
/dev/fuse (キャラクタデバイス、通信パイプ)
    ↓
ユーザー空間プログラム (libfuseで実装)

/dev/fuseという仮想デバイスがカーネルとユーザー空間の通信パイプとして機能する。Linuxカーネルの公式ドキュメントではrm（ファイル削除）を例に流れが説明されている。

  1. アプリケーションがsys_unlink()を呼ぶ
  2. カーネルがリクエストを「pending」キューに積む
  3. ユーザー空間デーモンがfuse_dev_read()経由でリクエストを取得
  4. デーモンが実際の処理（この場合は削除）を実行
  5. デーモンがsys_write()で結果を書き戻し、カーネルが呼び出し元に結果を返す

つまりシステムコール1回につき、カーネル⇔ユーザー空間の往復（コンテキストスイッチ）が発生するため、カーネル内蔵のファイルシステムに比べてオーバーヘッドがある。この往復を実際にls/catで体感する実験をfuse-hello-world実験で行った。

デッドロック対策

FUSEはページフォールトなど特有のデッドロックシナリオに対応するため、ファイルシステムの中断（abort）機能やページフォルト時のアトミックなコピー処理を備えている。

代表的な用途

  • sshfs — SFTPプロトコル経由でリモートファイルシステムをマウント
  • s3fs-fuse — S3バケットをFUSE経由でマウントするサードパーティのOSSツール（AWS公式のS3 Filesとは別物）
  • NTFS-3G — NTFSファイルシステムへのアクセス
  • gocryptfs — 暗号化ファイルシステム
  • rclone mount — クラウドストレージをFUSE経由でマウント

macOSにも同等の仕組み（macFUSE）が存在する。

出典

#linux #ファイルシステム

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作成日時: 2026-08-16 00:30 / 更新日時: 2026-08-18 11:25