loop 设备 (循环设备)

1. 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/groad/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。关于 losetup 的介绍见： http://www.groad.net/bbs/read.php?tid-2353.html


一个完整测试实例 ：

1. 首先创建一个 1G 大小的空文件 ：

# dd if=/dev/zero of=loopfile.img bs=1G count=1
1+0 records in
1+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 69.3471 s, 15.5 MB/s

2. 对该文件格式化为 ext4 格式 ：

# mkfs.ext4 loopfile.img 
mke2fs 1.41.11 (14-Mar-2010)
loopfile.img is not a block special device.
Proceed anyway? (y,n) y
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
65536 inodes, 262144 blocks
13107 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=268435456
8 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    32768, 98304, 163840, 229376

Writing inode tables: done                            
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 38 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 ：

# file loopfile.img 
loopfile.img: Linux rev 1.0 ext4 filesystem data, UUID=a9dfb4a0-6653-4407-ae05-7044d92c1159 (extents) (large files) (huge files)

4. 准备将上面的文件挂载起来 ：

# mkdir /mnt/loopback
# mount -o loop loopfile.img /mnt/loopback

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/loopback

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

6. 卸载挂载点

# umount /mnt/loopback