Shell 使用环回文件

Shell 使用环回文件，Linux文件系统通常存在于磁盘或记忆棒（memory stick）这种设备上。文件其实也可以作为文件系统挂载。这种存在于文件中的文件系统（filesystem-in-a-file）可用于测试、文件系统定制或者是作为机密信息的加密盘。

实战演练

让我们来看看如何在大小为1GB的文件中创建ext4文件系统。

(1) 使用dd命令创建一个1GB大小的文件：

$ dd if=/dev/zero of=loobackfile.img bs=1G count=1
1024+0 records in
1024+0 records out
1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 37.3155 s, 28.8 MB/s

你会发现创建好的文件大小超过了1GB。这是因为作为块设备，硬盘是按照块大小的整数倍来分配存储空间的。

(2) 用mkfs命令将1GB的文件格式化成ext4文件系统：

$ mkfs.ext4 loopbackfile.img

(3) 使用file命令检查文件系统：

$ file loobackfile.img
loobackfile.img: Linux rev 1.0 ext4 filesystem data,
UUID=c9d56c42-
f8e6-4cbd-aeab-369d5056660a (extents) (large files) (huge files)

(4) 使用mkdir创建挂载点并挂载环回文件：

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

选项-o loop用来挂载环回文件系统。这里用的实际上是一种快捷方式，可以将环回文件系统附加到（attach）由操作系统选定的设备上，这些设备的名称类似于/dev/loop1或/dev/loop2。

(5) 也可以使用以下命令来指定具体的环回设备：

# losetup /dev/loop1 loopbackfile.img
# mount /dev/loop1 /mnt/loopback

(6) 使用下面的方法进行卸载（umount）：

# umount mount_point

例如：

# umount /mnt/loopback

(7) 也可以用设备文件的路径作为umount命令的参数：

# umount /dev/loop1

注意，因为mount和umount都是特权命令，所以必须以root用户的身份来执行。

工作原理

我们必须首先使用dd命令生成一个文件来创建环回文件系统。dd是一个用于复制原始数据（raw data）的通用命令。它将数据从if参数所指定的文件复制到of参数所指定的文件中。我们指定dd复制一块大小为1GB的块，这样就创建了一个1GB的文件。/dev/zero是一个特殊的文件，从这个文件中读出的内容都是0。

然后，使用mkfts. ext4命令在该文件中创建ext4文件系统。设备上必须有文件系统存在才能够挂载。常用的文件系统包括ext4、ext3和vfat。

最后，我们使用mount命令将环回文件挂载到挂载点上（在本例中是/mnt/loopback）。挂载点使得用户可以访问文件系统中的文件。在执行mount命令之前，应该先使用mkdir命令创建挂载点。选项-o loop用于指明要挂载的是环回文件，而非设备。

当mount知道它使用的是环回文件时，它会自动在/dev中建立一个对应该环回文件的设备并将其挂载。如果想手动操作，可以使用losetup命令建立设备，然后使用mount命令挂载。

补充内容

让我们再来研究一下使用环回文件和挂载的其他用法。

1. 在环回镜像中创建分区

假设我们需要创建一个环回文件，然后对其分区并挂载其中某个分区。在这种情况下，没法使用mount - o loop。我们必须手动建立设备并挂载分区。使用下面的方法对文件（内容全部填充为0）进行分区：

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

fdisk是Linux系统中的标准分区工具，在http://www.tldp.org/HOWTO/Partition/fdisk_partitoning.html处可以找到一份有关如何使用fdisk创建分区的简明教程（记得将教程中的/dev/hdb换成/dev/loop1）。

在loopback.img中创建分区并挂载第一个分区：

# losetup -o 32256 /dev/loop2 loopback.img

/dev/loop2表示第一个分区，-o用来指定偏移量，在DOS分区方案³中，这个偏移量是32256。第一个分区在硬盘上起始于32 256字节处。

我们也可以指定所需的偏移量来挂载第二个分区。完成挂载之后，就可以像在物理设备上一样执行所有日常操作了。

2. 快速挂载带有分区的环回磁盘镜像

如果我们希望挂载环回磁盘镜像中的分区，可以通过参数的形式将分区偏移量传递给losetup命令。不过，有一个更快的方法可以挂载镜像中的所有分区：kpartx。该命令默认并没有安装在系统中，你得使用软件包管理器来安装：

# kpartx -v -a diskimage.img
add map loop0p1 (252:0): 0 114688 linear /dev/loop0 8192
add map loop0p2 (252:1): 0 15628288 linear /dev/loop0 122880

这条命令在磁盘镜像的分区与/dev/mapper中的设备之间建立了映射，随后便可以挂载这些设备了。下列命令可以用来挂载第一个分区：

# mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/disk1

当你完成设备上的操作后（并使用umount卸载所有挂载过的分区），使用下列命令移除映射关系：

# kpartx -d diskimage.img
loop deleted : /dev/loop0

3. 将ISO文件作为环回文件挂载

ISO文件是光学存储介质的归档。我们可以采用挂载环回文件的方法，像挂载物理光盘一样挂载ISO文件。
我们甚至可以用一个非空目录作为挂载路径。在设备被卸载之前，这个挂载路径中包含的都是来自该设备的数据，而非目录中的原始内容。例如：

# mkdir /mnt/iso
# mount -o loop linux.iso /mnt/iso

现在就可以对/mnt/iso中的文件进行操作了。ISO是一个只读文件系统。

4. 使用sync立刻应用更改

对挂载设备作出的更改并不会被立即写入物理设备。只有当内部缓冲区被写满之后才会回写设备。我们可以用sync命令强制立刻写入更改：

$ sync

³losetup中的-o 32256 (512*63=32256)用于设置数据偏移。由于历史原因，硬盘第一个扇区（512 字节）作为 MBR（Master Boot Record，主引导记录），其后的62个扇区作为保留扇区。