loop设备

loop设备是一种伪设备,能使我们像块设备一样访问一个文件。

在使用之前,一个Loop设备必须和一个文件进行关联。


可以分两步走:

1)losetup /dev/loop0 /path/to/file

2)mount /dev/loop0 /mnt/test


其实上面的两个步骤可以写成一个步骤:

mount -o loop /path/to/file /mnt/test


工作原理:

1)通过ioctl接口,将文件的struct file结构和loop设备的成员lv->lo_backing_file关联

2)内核启用一线程,监听对loop设备的读写

3)对每一个到达loop设备的bio请求,转换为对相应文件的读写

__do_lo_send_write

    -> file->f_op->write


### 使用 `ioctl` 命令操作 Loop 设备 Loop 设备是一种虚拟块设备,允许将常规文件挂载为块设备。通过 `ioctl` 可以对 Loop 设备进行配置和管理。以下是关于如何使用 `ioctl` 操作 Loop 设备的具体介绍。 --- ### 1. 关键概念 - **Loop 设备**:Linux 系统中的虚拟块设备,通常位于 `/dev/loop*` 下。 - **`ioctl` 命令**:用于设置 Loop 设备的后端文件以及获取其状态等操作[^1]。 常见的 `ioctl` 请求包括: - `LOOP_SET_FD`:将指定的文件绑定到 Loop 设备。 - `LOOP_CLR_FD`:解除 Loop 设备与其后端文件的绑定关系。 - `LOOP_GET_STATUS`:获取 Loop 设备的状态信息。 - `LOOP_SET_STATUS`:设置 Loop 设备的状态信息。 --- ### 2. 示例代码 以下是一个完整的 C++ 示例,演示如何使用 `ioctl` 配置并释放 Loop 设备: ```cpp #include <iostream> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <linux/loop.h> // 包含 LOOP_* 宏定义 #include <cstring> int main() { const char *device_path = "/dev/loop0"; // 循环设备路径 const char *file_path = "example.img"; // 后端镜像文件路径 // 打开循环设备 int loop_fd = open(device_path, O_RDWR); if (loop_fd == -1) { std::cerr << "无法打开循环设备: " << device_path << std::endl; return 1; } // 打开后端文件 int file_fd = open(file_path, O_RDWR); if (file_fd == -1) { std::cerr << "无法打开文件: " << file_path << std::endl; close(loop_fd); return 1; } // 将文件绑定到循环设备 if (ioctl(loop_fd, LOOP_SET_FD, file_fd) == -1) { std::cerr << "无法将文件绑定到循环设备" << std::endl; close(file_fd); close(loop_fd); return 1; } // 设置自动清除标志(可选) struct loop_info64 info {}; memset(&info, 0, sizeof(info)); info.lo_flags |= LO_FLAGS_AUTOCLEAR; // 自动清理模式 if (ioctl(loop_fd, LOOP_SET_STATUS64, &info) == -1) { std::cerr << "无法设置循环设备状态" << std::endl; ioctl(loop_fd, LOOP_CLR_FD, 0); // 清除绑定以防泄漏 close(file_fd); close(loop_fd); return 1; } std::cout << "成功将文件绑定到循环设备!" << std::endl; // 解绑前暂停程序以便观察效果 sleep(5); // 解除绑定 if (ioctl(loop_fd, LOOP_CLR_FD, 0) == -1) { std::cerr << "无法解绑循环设备" << std::endl; } else { std::cout << "成功解绑循环设备!" << std::endl; } // 关闭文件描述符 close(file_fd); close(loop_fd); return 0; } ``` --- ### 3. 代码详解 - **打开 Loop 设备**:通过 `open("/dev/loopX", O_RDWR)` 打开目标 Loop 设备。 - **绑定后端文件**:使用 `ioctl(fd, LOOP_SET_FD, file_fd)` 将文件句柄绑定到 Loop 设备。 - **设置状态**:通过 `struct loop_info64` 和 `ioctl(fd, LOOP_SET_STATUS64, &info)` 设置额外选项,例如启用自动清理模式。 - **解除绑定**:当不再需要时,调用 `ioctl(fd, LOOP_CLR_FD, 0)` 解除绑定关系。 --- ### 4. 注意事项 - **权限问题**:操作 Loop 设备通常需要超级用户权限 (`sudo`)。 - **错误处理**:务必检查每次系统调用的结果,并妥善处理失败情况。 - **资源回收**:无论是否发生异常,都需确保关闭所有已打开的文件描述符,并在适当时候解除 Loop 设备绑定[^2]。 --- ###
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