loop 裝置 (迴圈裝置)

1. loop 裝置介紹
在類 UNIX 系統裡，loop 裝置是一種偽裝置(pseudo-device)，或者也可以說是模擬裝置。它能使我們像塊裝置一樣訪問一個檔案。

在使用之前，一個 loop 裝置必須要和一個檔案進行串連。這種結合方式給使用者提供了一個替代塊特殊檔案的介面。因此，如果這個檔案包含有一個完整的檔案系統，那麼這個檔案就可以像一個磁碟裝置一樣被
mount 起來。

上面說的檔案格式，我們經常見到的是 CD 或 DVD 的 ISO 光碟片鏡像檔案或者是磁碟片(硬碟)的 *.img 鏡像檔案。通過這種 loop mount (迴環mount)的方式，這些鏡像檔案就可以被 mount 到當前檔案系統的一個目錄下。

至此，順便可以再理解一下 loop 之含義：對於第一層檔案系統，它直接安裝在我們電腦的物理裝置之上；而對於這種被 mount 起來的鏡像檔案(它也包含有檔案系統)，它是建立在第一層檔案系統之上，這樣看來，它就像是在第一層檔案系統之上再繞了一圈的檔案系統，所以稱為 loop。

在 Linux 裡，loop 裝置的裝置名稱形如：

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

例如，要在一個目錄下 mount 一個包含有磁碟鏡像的檔案，需要分 2 步走：

losetup /dev/loop0 disk.img           #使磁碟鏡像檔案與迴圈裝置連結起來
mount /dev/loop0 /home/groad/disk_test   #將迴圈裝置 mount 到目錄 disk_test 下

經過上面的兩個命令後，鏡像檔案就如同一個檔案系統掛載在 disk_test 目錄下，當然我們也可以往鏡像裡面添加檔案。

其實上面的兩個步驟可以寫成一個步驟：

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

其中，加了 -o loop 指定後，那麼也就相當於執行了第一行的 losetup 命令。做一個簡單的實驗可以證明一點，首先分開執行 losetup 和 mount 命令，那麼我們看到我們可以 mount 的是 /dev/loop0 這個裝置。當我們在 mount 中指定參數 -o loop 時，鏡像檔案其實已和
/dev/loop1 相關聯，這裡我們在掛載鏡像檔案後，嘗試再執行一下 mount -t minix /dev/loop1 ./disk_test 來驗證，它會得到提示：

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

最後，要卸載的話，就直接 umount /dev/loop0 即可。關於 losetup 的介紹見：http://www.groad.net/bbs/read.php?tid-2353.html


一個完整測試執行個體：

1. 首先建立一個 1G 大小的空檔案：

# 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. 對該檔案格式化為 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 命令查看下格式化後的檔案類型：

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

4. 準備將上面的檔案掛載起來：

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

mount 命令的 -o loop 選項可以將任意一個 loopback 檔案系統掛載。

上面的 mount 命令實際等價於下面兩條命令：

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

因此實際上，mount -o loop 在內部已經預設的將檔案和 /dev/loop0 掛載起來了。

然而對於第一種方法(mount -o loop)並不能適用於所有的情境。比如，我們想建立一個硬碟檔案，然後對該檔案進行分區，接著掛載其中一個子分區，這時就不能用 -o loop 這種方法了。因此必須如下做：

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

6. 卸載掛載點

# umount /mnt/loopback