LOOP(4)

ИМЯ
loop, loop-control - закольцованные устройства

ОБЗОР
#include <linux/loop.h>

ОПИСАНИЕ
Закольцованное устройство — это блочное устройство, которое отображает блоки данных обычного файла в файлой системе или другое блочное устройство. Это может быть полезно, например, для получения образа файловой системы, хранящегося в файле, в виде блочного устройства, которое может быть смонтировано с помощью команды mount(8). Это можно сделать так:

    $ dd if=/dev/zero of=file.img bs=1MiB count=10
    $ sudo losetup /dev/loop4 file.img
    $ sudo mkfs -t ext4 /dev/loop4
    $ sudo mkdir /myloopdev
    $ sudo mount /dev/loop4 /myloopdev

Другой пример смотрите в losetup(8). Для шифрования и расшифровки каждому закольцованному устройству может быть назначена функция обмена. Для закольцованного блочного устройства доступны следующие операции ioctl(2):

LOOP_SET_FD
    Связывает закольцованное устройство с открытым файлом, чей файловый дескриптор передаётся в третьем аргументе ioctl(2).

LOOP_CLR_FD
    Отвязывает закольцованное устройство от файлового дескриптора.

LOOP_SET_STATUS
    Назначает состояние (передаваемое в третьем аргументе ioctl(2)) закольцованному устройству. Данный аргумент представляет собой указатель на структуру loop_info, определённую в <linux/loop.h> следующим образом:
    struct loop_info {
        int           lo_number;            /* только чтение из ioctl */
        dev_t         lo_device;            /* только чтение из ioctl */
        unsigned long lo_inode;             /* только чтение из ioctl */
        dev_t         lo_rdevice;           /* только чтение из ioctl */
        int           lo_offset;
        int           lo_encrypt_type;
        int           lo_encrypt_key_size;  /* только запись ioctl */
        int           lo_flags;             /* только чтение из ioctl */
        char          lo_name[LO_NAME_SIZE];
        unsigned char lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE];
                                            /* только запись ioctl */
        unsigned long lo_init[2];
        char          reserved[4];
    };
    Типом шифрования (lo_encrypt_type) должно быть одно из значений: LO_CRYPT_NONE, LO_CRYPT_XOR, LO_CRYPT_DES, LO_CRYPT_FISH2, LO_CRYPT_BLOW, LO_CRYPT_CAST128, LO_CRYPT_IDEA, LO_CRYPT_DUMMY, LO_CRYPT_SKIPJACK или LO_CRYPT_CRYPTOAPI (начиная с Linux 2.6.0). Поле lo_flags представляет собой битовую маску, в которой может быть ноль или несколько следующих значений:

    LO_FLAGS_READ_ONLY
        Закольцованное устройство доступно только для чтения.

    LO_FLAGS_AUTOCLEAR (начиная с Linux 2.6.25)
        Закольцованное устройство автоматически уничтожится после закрытия.

    LO_FLAGS_PARTSCAN (начиная с Linux 3.2)
        Разрешено автоматическое сканирования разделов.

LOOP_GET_STATUS
    Получить состояние закольцованного устройства. В третьем аргументе ioctl(2) должен быть задан указатель на структуру struct loop_info.

LOOP_CHANGE_FD (начиная с Linux 2.6.5)
    Поменять источник данных (backing store) закольцованного устройства на новый файл, определяемый файловым дескриптором, указанным в третьем аргументе ioctl(2), представленный целым числом. Данная операция допустима только, если закольцованное устройство доступно только на чтение и новый источник данных имеет тот же размер и тип, использованный ранее.

LOOP_SET_CAPACITY (начиная с Linux 2.6.30)
    Изменить размер используемого (live) закольцованного устройства. Можно изменить размер используемого источника данных, а затем применить эту операцию для того, чтобы драйвер закольцованных устройств учёл новый размер. У этой операции нет аргументов.

Начиная с Linux 2.6, появилось две новые операции ioctl(2):

LOOP_SET_STATUS64, LOOP_GET_STATUS64
    Они подобны описанным выше LOOP_SET_STATUS и LOOP_GET_STATUS, но используют структуру loop_info64, в которой есть несколько дополнительных полей, а некоторым другим полям назначены типы с большим диапазоном значений:
    struct loop_info64 {
        uint64_t lo_device;                   /* только чтение из ioctl */
        uint64_t lo_inode;                    /* только чтение из ioctl */
        uint64_t lo_rdevice;                  /* только чтение из ioctl */
        uint64_t lo_offset;
        uint64_t lo_sizelimit;/* в байтах, 0 == макс. доступный */
        uint32_t lo_number;                   /* только чтение из ioctl */
        uint32_t lo_encrypt_type;
        uint32_t lo_encrypt_key_size;         /* только запись из ioctl */
        uint32_t lo_flags;                    /* только чтение из ioctl */
        uint8_t  lo_file_name[LO_NAME_SIZE];
        uint8_t  lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE];
        uint8_t  lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* только запись из ioctl */
        uint64_t lo_init[2];
    };

  /dev/loop-control
Начиная с Linux 3.1, ядро предоставляет устройство /dev/loop-control, которое позволяет приложению динамически находить свободное устройство, добавлять и удалять закольцованные устройства из системы. Для выполнения этих операций сначала открывается /dev/loop-control, а затем выполняется одна из следующих операций ioctl(2):

LOOP_CTL_GET_FREE
    Выделяет или ищет свободное закольцованное устройства для работы. При успешном выполнении возвращается номер устройства. У операции нет аргументов.

LOOP_CTL_ADD
    Добавляет новое закольцованное устройство; номер устройства передаётся в виде длинного целого в третьем аргументе ioctl(2). При успешном выполнении возвращается индекс устройства. Если устройство уже выделено, то вызов завершается с ошибкой EEXIST.

LOOP_CTL_REMOVE
    Удаляет закольцованное устройство; номер устройства передаётся в виде длинного целого в третьем аргументе ioctl(2). При успешном выполнении возвращается номер устройства. Если устройство используется, то вызов завершается с ошибкой EBUSY.

ПРИМЕР
Программа, представленная ниже, используется устройство /dev/loop-control для поиска свободного закольцованного устройства, открывает закольцованное устройство, открывает файл, который нужно использовать в качестве источника данных, и связывает закольцованное устройство с источником. Демонстрация работы программы:
$ dd if=/dev/zero of=file.img bs=1MiB count=10
10+0 records in
10+0 records out
10485760 bytes (10 MB) copied, 0.00609385 s, 1.7 GB/s
$ sudo ./mnt_loop file.img
loopname = /dev/loop5

  Исходный код программы
#include <fcntl.h>
#include <linux/loop.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#define errExit(msg)    do { perror(msg); exit(EXIT_FAILURE); \
                        } while (0)
int
main(int argc, char *argv[])
{
    int loopctlfd, loopfd, backingfile;
    long devnr;
    char loopname[4096];
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Использование: %s файл-источник\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    loopctlfd = open("/dev/loop-control", O_RDWR);
    if (loopctlfd == -1)
        errExit("open: /dev/loop-control");
    devnr = ioctl(loopctlfd, LOOP_CTL_GET_FREE);
    if (devnr == -1)
        errExit("ioctl-LOOP_CTL_GET_FREE");
    sprintf(loopname, "/dev/loop%ld", devnr);
    printf("loopname = %s\n", loopname);
    loopfd = open(loopname, O_RDWR);
    if (loopfd == -1)
        errExit("open: loopname");
    backingfile = open(argv[1], O_RDWR);
    if (backingfile == -1)
        errExit("open: backing-file");
    if (ioctl(loopfd, LOOP_SET_FD, backingfile) == -1)
        errExit("ioctl-LOOP_SET_FD");
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

ФАЙЛЫ
/dev/loop*: специальные закольцованные файлы устройств

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
losetup(8), mount(8)