loop设备

loop 设备介绍
在类 UNIX 系统里，loop 设备是一种伪设备(pseudo-device)，或者也可以说是仿真设备。它能使我们像块设备一样访问一个文件。

在使用之前，一个 loop 设备必须要和一个文件进行连接。这种结合方式给用户提供了一个替代块特殊文件的接口。因此，如果这个文件包含有一个完整的文件系统，那么这个文件就可以像一个磁盘设备一样被 mount 起来。

上面说的文件格式，我们经常见到的是 CD 或 DVD 的 ISO 光盘镜像文件或者是软盘(硬盘)的 *.img 镜像文件。通过这种 loop mount (回环mount)的方式，这些镜像文件就可以被 mount 到当前文件系统的一个目录下。

至此，顺便可以再理解一下 loop 之含义：对于第一层文件系统，它直接安装在我们计算机的物理设备之上；而对于这种被 mount 起来的镜像文件(它也包含有文件系统)，它是建立在第一层文件系统之上，这样看来，它就像是在第一层文件系统之上再绕了一圈的文件系统，所以称为 loop。

在 Linux 里，loop 设备的设备名形如：

ls /dev/loop*
/dev/loop0  /dev/loop2  /dev/loop4  /dev/loop6
/dev/loop1  /dev/loop3  /dev/loop5  /dev/loop7
... ...

例如，要在一个目录下 mount 一个包含有磁盘镜像的文件，需要分 2 步走：

losetup /dev/loop0 disk.img           #使磁盘镜像文件与循环设备连结起来
mount /dev/loop0 /home/user/disk_test   #将循环设备 mount 到目录 disk_test 下

经过上面的两个命令后，镜像文件就如同一个文件系统挂载在 disk_test 目录下，当然我们也可以往镜像里面添加文件。

其实上面的两个步骤可以写成一个步骤：

mount -t minix -o loop ./disk.img ./disk_test

其中，加了 -o loop 指定后，那么也就相当于执行了第一行的 losetup 命令。做一个简单的试验可以证明一点，首先分开执行 losetup 和 mount 命令，那么我们看到我们可以 mount 的是 /dev/loop0 这个设备。当我们在 mount 中指定参数 -o loop 时，镜像文件其实已和 /dev/loop1 相关联，这里我们在挂载镜像文件后，尝试再执行一下 mount -t minix /dev/loop1 ./disk_test 来验证，它会得到提示：

linux-z13e:/usr/local/share/bochs/Linux011/temp # mount -t minix /dev/loop1 ./test_dir/
mount: /dev/loop1 already mounted or ./test_dir/ busy
mount: according to mtab, /dev/loop1 is already mounted on /usr/local/share/bochs/Linux011/temp/test_dir


最后，要卸载的话，就直接 umount /dev/loop0 即可。

一个完整测试实例：

1. 首先创建一个 1M 大小的空文件：

root@ubuntu-VirtualBox:~# dd if=/dev/zero of=loopfile.img bs=1024 1024+0 records in
1024+0 records out
1048576 bytes (1.0 MB) copied, 0.108024 s, 9.7 MB/s

2. 对该文件格式化为 ext4 格式：

root@ubuntu-VirtualBox:~# mkfs.ext4 loopfile.img
mke2fs 1.41.14 (22-Dec-2010)
loopfile.img is not a block special device.
Proceed anyway? (y,n) y
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
128 inodes, 1024 blocks
51 blocks (4.98%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=1048576
1 block group
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
128 inodes per group

Writing inode tables: done                           

Filesystem too small for a journal
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 31 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.


3. 用 file 命令查看下格式化后的文件类型：

root@ubuntu-VirtualBox:~# file loopfile.img
loopfile.img: Linux rev 1.0 ext2 filesystem data, UUID=47778640-92ca-4557-94d6-885c3aa57397 (extents) (huge files)

4. 准备将上面的文件挂载起来：

mkdir /mnt/initrd
mkdir /mnt/loopfile

mount -o loop loopfile.img /mnt/initrd/
mount -o loop loopfile.img /mnt/loopfile

root@ubuntu-VirtualBox:~# mount
/dev/sda1 on / type ext4 (rw,errors=remount-ro,commit=0)
proc on /proc type proc (rw,noexec,nosuid,nodev)
none on /sys type sysfs (rw,noexec,nosuid,nodev)
fusectl on /sys/fs/fuse/connections type fusectl (rw)
none on /sys/kernel/debug type debugfs (rw)
none on /sys/kernel/security type securityfs (rw)
none on /dev type devtmpfs (rw,mode=0755)
none on /dev/pts type devpts (rw,noexec,nosuid,gid=5,mode=0620)
none on /dev/shm type tmpfs (rw,nosuid,nodev)
none on /var/run type tmpfs (rw,nosuid,mode=0755)
none on /var/lock type tmpfs (rw,noexec,nosuid,nodev)
binfmt_misc on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw,noexec,nosuid,nodev)
gvfs-fuse-daemon on /home/ubuntu/.gvfs type fuse.gvfs-fuse-daemon (rw,nosuid,nodev,user=ubuntu)

/dev/loop0 on /mnt/initrd type ext4 (rw)
/dev/loop1 on /mnt/loopfile type ext4 (rw)

mount 命令的 -o loop 选项可以将任意一个 loopback 文件系统挂载。

上面的 mount 命令实际等价于下面两条命令：

# losetup /dev/loop0 loopfile.img
# mount /dev/loop0 /mnt/loopfile

因此实际上，mount -o loop 在内部已经默认的将文件和 /dev/loop0 挂载起来了。

然而对于第一种方法(mount -o loop)并不能适用于所有的场景。比如，我们想创建一个硬盘文件，然后对该文件进行分区，接着挂载其中一个子分区，这时就不能用 -o loop 这种方法了。因此必须如下做：

# losetup /dev/loop1 loopfile.img
# fdisk /dev/loop1


5. 卸载挂载点

# umount /mnt/loopfile