NAME

loop, loop-control - 루프 장치

SYNOPSIS

#include <linux/loop.h>

DESCRIPTION

루프 장치란 데이터 블록을 하드 디스크나 광학 디스크 드라이브 같은 물리적 장치가 아니라 파일 시스템 내 정규 파일의 블록이나 다른 블록 장치로 매핑 하는 블록 장치이다. 예를 들어 파일로 저장된 파일 시스템 이미지에 대한 블록 장치를 만들 수 있을 텐데, 그러면 mount(8) 명령으로 그 이미지를 마운트 할 수 있다. 즉 다음과 같이 할 수 있다.

$ 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

losetup(8)의 또 다른 예 참고.

루프 장치별로 암복호화를 위한 변환 기능을 지정할 수 있다.

루프 블록 장치는 다음 ioctl(2) 동작들을 제공한다.

LOOP_SET_FD

ioctl(2) (세 번째) 인자로 파일 디스크립터를 준 열린 파일에 루프 장치를 연계한다.

LOOP_CLR_FD

루프 장치와 파일 디스크립터의 연계를 없앤다.

LOOP_SET_STATUS

ioctl(2) (세 번째) 인자를 이용해 루프 장치의 상태를 설정한다. 그 인자는 loop_info 구조체의 포인터인데 <linux/loop.h>에 다음처럼 구조체가 정의돼 있다.

struct loop_info {
    int           lo_number;      /* ioctl r/o */
    dev_t         lo_device;      /* ioctl r/o */
    unsigned long lo_inode;       /* ioctl r/o */
    dev_t         lo_rdevice;     /* ioctl r/o */
    int           lo_offset;
    int           lo_encrypt_type;
    int           lo_encrypt_key_size;  /* ioctl w/o */
    int           lo_flags;       /* ioctl r/w
                                     (리눅스 2.6.25 전에는 r/o) */
    char          lo_name[LO_NAME_SIZE];
    unsigned char lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE];
                                  /* ioctl w/o */
    unsigned long lo_init[2];
    char          reserved[4];
};

암호화 방식(lo_encrypt_type)은 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, LO_CRYPT_CRYPTOAPI(리눅스 2.6.0부터) 중 하나여야 한다.

lo_flags 필드는 비트 마스크이며 다음 플래그들 중 0개 이상을 포함할 수 있다.

LO_FLAGS_READ_ONLY

루프백 장치가 읽기 전용이다.

LO_FLAGS_AUTOCLEAR (리눅스 2.6.25부터)

마지막으로 닫을 때 루프백 장치가 자동으로 없어진다.

LO_FLAGS_PARTSCAN (리눅스 3.2부터)

자동 파티션 탐색을 허용한다.

LO_FLAGS_DIRECT_IO (리눅스 4.10부터)

직접 I/O 모드를 써서 기반 파일에 접근한다.

LOOPS_SET_STATUS로 변경할 수 있는 lo_flags는 LO_FLAGS_AUTOCLEAR와 LO_FLAGS_PARTSCAN뿐이다.

LOOP_GET_STATUS

루프 장치의 상태를 얻는다. ioctl(2) (세 번째) 인자가 struct loop_info 포인터여야 한다.

LOOP_CHANGE_FD (리눅스 2.6.5부터)

루프 장치의 기반 저장소를 정수인 ioctl(2) (세 번째) 인자에 지정한 파일 디스크립터가 나타내는 새 파일로 바꾼다. 루프 장치가 읽기 전용이고 새 기반 저장소가 이전 기반 저장소와 크기 및 종류가 같은 경우에만 이 동작이 가능하다.

LOOP_SET_CAPACITY (리눅스 2.6.30부터)

동작 중인 루프 장치의 크기를 바꾼다. 기반 저장소의 크기를 바꾼 다음에 이 동작을 써서 루프 드라이버가 새 크기를 알아내도록 할 수 있다. 이 동작에는 인자가 없다.

LOOP_SET_DIRECT_IO (리눅스 4.10부터)

루프 장치에 직접 I/O 모드를 설정해서 기반 파일을 열 때 그 모드를 쓸 수 있게 한다. ioctl(2) (세 번째) 인자가 unsigned long 값이다. 0 아닌 값이 직접 I/O 모드를 나타낸다.

LOOP_SET_BLOCK_SIZE (리눅스 4.14부터)

루프 장치의 블록 크기를 설정한다. ioctl(3) (세 번째) 인자가 unsigned long 값이다. 이 값은 [512,pagesize] 범위의 2의 거듭제곱이어야 한다. 아니면 EINVAL 오류가 나온다.

LOOP_CONFIGURE (리눅스 5.8부터)

ioctl(2) (세 번째) 인자를 써서 모든 루프 장치 매개변수를 한꺼번에 설정한다. 그 인자는 loop_config 구조체의 포인터인데 <linux/loop.h>에 다음처럼 구조체가 정의돼 있다.

struct loop_config {
    __u32               fd;
    __u32               block_size;
    struct loop_info64  info;
    __u64               __reserved[8];
};

LOOP_SET_STATUS로 할 수 있는 것들에 더해서 LOOP_CONFIGURE를 써서 다음을 할 수 있다.

• loop_config.block_size 설정해서 올바른 블록 크기 즉시 설정하기.

• loop_config.info.lo_flags에 LO_FLAGS_DIRECT_IO 설정해서 직접 I/O 모드 명확히 요청하기.

• loop_config.info.lo_flags에 LO_FLAGS_READ_ONLY 설정해서 읽기 전용 모드 명확히 요청하기.

리눅스 2.6부터 두 가지 새로운 ioctl(2) 동작이 있다.

LOOP_SET_STATUS64, LOOP_GET_STATUS64

위에서 설명한 LOOP_SET_STATUS 및 LOOP_GET_STATUS와 유사하되 필드가 몇 개 더 있고 일부 필드가 더 큰 loop_info64 구조체를 사용한다.

struct loop_info64 {
    uint64_t lo_device;           /* ioctl r/o */
    uint64_t lo_inode;            /* ioctl r/o */
    uint64_t lo_rdevice;          /* ioctl r/o */
    uint64_t lo_offset;
    uint64_t lo_sizelimit;  /* 바이트 단위, 0 == 가능한 최대 */
    uint32_t lo_number;           /* ioctl r/o */
    uint32_t lo_encrypt_type;
    uint32_t lo_encrypt_key_size; /* ioctl w/o */
    uint32_t lo_flags;            /* ioctl r/w
                                     (리눅스 2.6.25 전에는 r/o) */
    uint8_t  lo_file_name[LO_NAME_SIZE];
    uint8_t  lo_crypt_name[LO_NAME_SIZE];
    uint8_t  lo_encrypt_key[LO_KEY_SIZE]; /* ioctl w/o */
    uint64_t lo_init[2];
};

/dev/loop-control

리눅스 3.1부터 커널에서 /dev/loop-control 장치를 제공하는데, 이를 통해 응용에서 동적으로 유휴 장치를 찾아내고 시스템에 루프 장치를 추가 및 제거할 수 있다. 그런 동작들을 수행하려면 먼저 /dev/loop-control을 연 다음 다음 ioctl(2) 동작들 중 하나를 쓰면 된다.

LOOP_CTL_GET_FREE

사용할 유휴 루프 장치를 찾고 없으면 할당한다. 성공 시 호출 결과로 장치 번호가 반환된다. 이 동작에는 인자가 없다.

LOOP_CTL_ADD

새로운 루프 장치를 추가하며 그 장치 번호를 세 번째 ioctl(2) 인자에 long형 정수로 지정한다. 성공 시 호출 결과로 장치 번호가 반환된다. 그 장치가 이미 할당돼 있으면 EEXIST 오류로 호출이 실패한다.

LOOP_CTL_REMOVE

루프 장치를 제거하며 그 장치 번호를 세 번째 ioctl(2) 인자에 long형 정수로 지정한다. 성공 시 호출 결과로 장치 번호가 반환된다. 장치가 사용 중이면 EBUSY 오류로 호출이 실패한다.

FILES

/dev/loop*

루프 블록 특수 장치 파일.

EXAMPLES

아래 프로그램에서는 /dev/loop-control 장치를 사용해 유휴 루프 장치를 찾아내고, 그 루프 장치를 열고, 장치의 기반 저장소로 사용할 파일을 열고, 루프 장치를 기반 저장소에 연계한다. 다음 셸 세션이 프로그램 사용 방식을 보여 준다.

$ 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

프로그램 소스

#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, "Usage: %s backing-file\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);
}

SEE ALSO

losetup(8), mount(8)

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2021-03-22