回环设备（/dev/loop*）与losetup命令

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一、前言

之前曾利用losetup命令进行根文件系统镜像文件的制作，但不明白其命令含义。

二、回环设备

命名方式

回环设备一般以 /dev/loop* 方式命名。

回环设备的含义

回环设备是一种伪设备，是使用文件来模拟块设备的一种技术。它允许用户以一个普通磁盘文件来虚拟一个块设备。设想有一个磁盘设备，系统对它的所有读写操作，都将被重定向到操作一个普通文件，而非操作实际磁盘或者分区的轨道和扇区。文件模拟成块设备后，就可以像磁盘或光盘一样使用。比如像一个磁盘设备一样被mount起来。

在使用之前，一个回环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。

当我们还需要使用一个分区的时候如果不想从磁盘中再进行分区，这个时候就可以通过/dev/loop来进行管理操作。但是这种伪设备只能像访问普通文件一样，不能像实际的磁盘通过扇区读写访问。

之所以叫回环设备，其实是从文件系统这一层来考虑的，因为这种被 mount 起来的镜像文件它本身也包含有文件系统，通过回环设备把它mount起来，就像文件系统之上再绕了一圈的文件系统，所以称为回环。

应用的例子

比如将另外一种文件系统的镜像文件保存到一个文件中，例如iso文件，然后将一个回环设备指向该文件，之后我们就可以将该回环设备挂载到主文件系统的一个目录下，就可以像访问一个文件系统一样，正常地访问该镜像中的内容。

其他说明

（1）每个回环设备可以虚拟一个块设备。

（2）只有root用户才有权限设置回环设备。

（3）一般在linux中会有8个loop设备，一般是/dev/loop0~loop7，可用通过losetup -a查看所有的loop设备，如果命令没有输出就说明所有的loop设备都没有被占用。

三、简单使用

制作根文件系统的步骤：制作ext2格式的根文件系统镜像_天糊土的博客-CSDN博客

（1）创建一个文件

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# ls
rootfs.ext2  rootfs_xjh  tmp
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# rm rootfs.ext2 
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# dd if=/dev/zero of=./rootfs.ext2 bs=1024 count=10240
记录了10240+0 的读入
记录了10240+0 的写出
10485760字节(10 MB)已复制，0.146392 秒，71.6 MB/秒
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# ls 
rootfs.ext2  rootfs_xjh  tmp
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# du rootfs.ext2 -h
10M	rootfs.ext2
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs#

（2）使用losetup命令，把伪设备/dev/loop*关联到常规文件中。

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# losetup /dev/loop1 ./rootfs.ext2 
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# losetup -a //查看loop设备
/dev/loop1: [0801]:20826 (/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfs.ext2)
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# lsblk //查看所有的块设备
NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0    20G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    18G  0 part /
├─sda2   8:2    0     1K  0 part 
└─sda5   8:5    0     2G  0 part [SWAP]
sr0     11:0    1  1024M  0 rom  
sr1     11:1    1  1024M  0 rom  
loop1    7:1    0    10M  0 loop    //这里出现了回环设备
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# 

（3）上述步骤后，我们就得到一个磁盘，可以将这磁盘格式化为任意系统。比如利用mke2fs命令制作ext2文件系统。

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# mke2fs -m 0 /dev/loop1 10240
mke2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)
Discarding device blocks: 完成                            
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
2560 inodes, 10240 blocks
0 blocks (0.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=10485760
2 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1280 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	8193
 
Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成
 
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# 

（4）将该磁盘挂载到主文件系统中的一个目录。这里挂载到/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh目录。

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# ls
rootfs.ext2  rootfsxjh  rootfs_xjh  tmp
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# mount -t ext2 /dev/loop1 ./rootfsxjh/
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# df -h
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
udev            490M  4.0K  490M    1% /dev
tmpfs           101M  1.2M  100M    2% /run
/dev/sda1        18G   14G  3.5G   80% /
none            4.0K     0  4.0K    0% /sys/fs/cgroup
none            5.0M     0  5.0M    0% /run/lock
none            501M  228K  501M    1% /run/shm
none            100M   48K  100M    1% /run/user
vmhgfs-fuse     238G  194G   44G   82% /mnt/hgfs
/dev/loop1      9.7M   92K  9.6M    1% /home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# fdisk -l /dev/loop1
 
Disk /dev/loop1: 10 MB, 10485760 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1 cylinders, total 20480 sectors
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000
 
Disk /dev/loop1 doesn't contain a valid partition table
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# 

（5）将文件夹形式的根文件系统中的文件复制到挂载目录中。

即把/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfs_xjh中的内容，拷到/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh目录中。

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# ls
rootfs.ext2  rootfsxjh  rootfs_xjh  tmp
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# cp ./rootfs_xjh/* ./rootfsxjh/ -rf
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# cd rootfsxjh/
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh# ls
bin  dev  etc  home  lib  linuxrc  lost+found  mnt  proc  root  sbin  sys  tmp  usr  var
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh#

（6）取消挂载与删除块设备。

如果取消挂载时提示设备忙，参考umount报错设备繁忙（device is busy）怎么处理（另外也有一种可能，你是在（要取消挂载的）路径下输入取消挂载的指令）。

root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh# umount /dev/loop1
umount：/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh：设备忙。
        (有些情况下在 lsof(8) 或 fuser(1)) 中可以找到
         有关使用该设备的进程的有用信息
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs/rootfsxjh# cd ..
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# umount /dev/loop1
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# df 
文件系统           1K-块      已用     可用 已用% 挂载点
udev              501320         4   501316    1% /dev
tmpfs             102540      1128   101412    2% /run
/dev/sda1       18447100  13852488  3634512   80% /
none                   4         0        4    0% /sys/fs/cgroup
none                5120         0     5120    0% /run/lock
none              512680       228   512452    1% /run/shm
none              102400        48   102352    1% /run/user
vmhgfs-fuse    248821060 202918208 45902852   82% /mnt/hgfs
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# losetup -d /dev/loop1 //删除伪设备
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# losetup -a
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# losetup /dev/loop1 //查看是否有伪设备关联文件
loop: 无法获取设备 /dev/loop1 的信息：没有那个设备或地址
root@ubuntu:/home/xjh/iot/embedded_basic/rootfs# 
 

（7）完成上述步骤之后，得到的rootfs.ext2就是做好的rootfs镜像，可以利用fastboot工具来进行烧录。