ntfs文件镜像挂载

目标与现状

把「旧中国老照片」归档（Hyper-V 动态 VHDX）在 NixOS 上直接挂载、全程只读、mtime 不失真——判据是显示 1800 年代的拍摄年代，不能被夹成 1970。

项值
归档（保真载体）/s500data/旧中国老照片/photo-archive.vhdx
raw 形态（宿主用）/s500data/旧中国老照片/photo-archive.img
挂载点/mnt/photo（内核 ntfs3 + loop，只读）
声明式模块/etc/nixos/modules/system/service/photo-archive.nix
侧车文件manifest_old-china-photo.csv（38,265 行）、photo-archive.vhdx.sha256

双形态各自一等公民：宿主走 raw（内核 loop 内建，挂载时零外部工具）；VHDX 形态留给 Windows 原生「附加 VHD」只读挂载。两者同一内容，等价性用 qemu-img compare 核对。只读是红线：宿主 ro、Windows 侧 Read-only——两边同时可写挂同一份即双写损坏。

前置事实（实测）

项实测值
VHDX 形态动态盘，虚拟 21.475 GB / 实占 9.232 GB（43%），块 32 MB，无父盘
分区表MBR，单分区 type=0x07（NTFS），逻辑扇区 512；分区起始 LBA 2048 → 偏移 1048576 字节
raw 形态表观 21.475 GB / 实占 9.129 GB（稀疏省 57.5%）
侧车 manifest列 RelPath, Size, MTime, CTime, MTimeUtc；MTime 是本地 CST，MTimeUtc 才是 UTC
现场副本（非本归档）38,265 个文件 mtime 已被改写（1970 出现 947 次、无任何早于 1900）⇒ 归档才是保真载体
宿主能力内核 ntfs3 / loop / nbd 齐备（挂载本身不需要装任何包）

实现过程

raw 形态生成

qemu-img convert -p -f vhdx -O raw -t none -T none \
  photo-archive.vhdx photo-archive.img

实测 3.2 秒完成；-O raw 默认按零块识别跳过 ⇒ 输出保稀疏（表观 21.475 GB / 实占 9.129 GB），不需要额外加参数。

声明式挂载（NixOS 模块）

模块 /etc/nixos/modules/system/service/photo-archive.nix，在 configuration.nix 的 imports 清单里放开一行即启用。两件事都由声明式承担：

systemd.services.photo-archive-raw = {          # raw 缺了就生成（幂等、可重放）
  unitConfig.ConditionPathExists = "!${raw}";
  serviceConfig = {
    Type = "oneshot";
    RemainAfterExit = true;
    ExecStart = "${pkgs.qemu-utils}/bin/qemu-img convert -p -f vhdx -O raw -t none -T none ${vhdx} ${raw}";
  };
  before = [ "mnt-photo.mount" ];
  requiredBy = [ "mnt-photo.mount" ];
};

fileSystems."/mnt/photo" = {
  device = raw;
  fsType = "ntfs3";                  # 内核驱动（非 FUSE）
  options = [
    "loop" "ro" "noatime"
    "offset=1048576"                # MBR 分区1 起始 LBA 2048；整盘 raw 直接挂会报「引导签名不是 NTFS」
    "uid=1000" "gid=100" "umask=022" # 只读挂载下让普通用户可浏览
    "nofail"                        # 归档缺失时不阻塞启动（只读数据挂载，非系统盘）
  ];
};

生效：

sudo nixos-rebuild switch

为什么必须是内核 ntfs3，而不是 ntfs-3g(FUSE)

归档里是 1860 年代的拍摄年代（mtime 保真是本项验收判据「不是 1970」）。内核 ntfs3 读写前置 1970 的时间戳不夹取，FUSE 路线有夹取风险。

实测证据

判据实测值
挂载形态/dev/loop0 /mnt/photo ntfs3 ro,noatime,uid=1000,gid=100,dmask=0022,fmask=0022,iocharset=utf8
只读生效写入被拒：EROFS (30) Read-only file system
mtime 保真38,266 个文件；直方含 1840:1 / 1860:111 / 1870:46 / 1900:581 / 1924:2540 / 1930:5020 …，未被夹成 1970
manifest 对照用 MTimeUtc + Size 抽查 6 项（3 项 1860s + 3 项随机）⇒ 6/6 完全一致
raw 与 VHDX 等价qemu-img compare -f vhdx -F raw ⇒ Images are identical.

管理命令

用途命令
挂载 / 卸载（走声明式单元）systemctl start|stop mnt-photo.mount
看单元状态systemctl status mnt-photo.mount
手动挂载（不依赖 fstab）sudo mount -t ntfs3 -o loop,ro,offset=1048576,uid=1000,gid=100,umask=022 /s500data/旧中国老照片/photo-archive.img /mnt/photo
确认挂上了且是 rogrep /mnt/photo /proc/mounts 或 findmnt /mnt/photo
只读自检（预期被拒）touch /mnt/photo/__probe__ ⇒ Read-only file system
看某个文件的 mtimestat -c '%y %n' /mnt/photo/<路径>
重建 raw（归档更新后）rm photo-archive.img 然后 systemctl start photo-archive-raw.service（已存在时会跳过）
等价性核对qemu-img compare -f vhdx -F raw photo-archive.vhdx photo-archive.img
空间/稀疏度df -h /mnt/photo；du -h --apparent-size photo-archive.img; du -h photo-archive.img
备选只读直挂（不落 raw，需 qemu 工具）qemu-nbd --read-only --format=vhdx --connect=/dev/nbd0 photo-archive.vhdx → partx -a /dev/nbd0 → mount -t ntfs3 -o ro /dev/nbd0p1 /mnt/photo → umount /mnt/photo; qemu-nbd --disconnect /dev/nbd0

挂载单元的名字由挂载路径转义而来（/mnt/photo → mnt-photo.mount）；raw 生成单元用 before/requiredBy 挂到它前面，所以 systemctl start mnt-photo.mount 会自动先备好 .img。

踩坑记录

  • 整盘 raw 直接按 ntfs3 挂会失败：报 ntfs3(loop0): Primary boot signature is not NTFS —— NTFS 卷在 MBR 分区里，必须加 offset=（本档 = 1048576 = LBA 2048 × 512）。
  • manifest 的 MTime 是本地时间：与挂载视图会差 8 小时（CST vs NTFS 内部 UTC）⇒ 判读/对照一律用 MTimeUtc，否则会误判成「时间不一致」。
  • mtime 里出现 1970 的那 947 个文件是原始数据本身没有时间戳（与现场副本同数），不是本次挂载造成的夹取。
  • 稀疏不用手动保：qemu-img convert -O raw 默认按零块识别跳过（实测省 57.5%）；加 -S 0 反而会关掉这层检测、把整盘写满。
  • nofail 的用意：归档文件缺失时不阻塞启动（这是只读数据挂载、不是系统盘）；属于明确设计选择，不是静默兜底。
  • 声明式挂载的参数传递：fileSystems.<路径>.options 里的项会原样进 /etc/fstab，所以 offset=、loop、ro 都必须写在这一处；只写挂载命令不会生效到开机。

边界

本档只做只读；任何写入需求（补元数据、整理目录等）不在范围内。Windows 侧的「附加 VHD」只读挂载与宿主 /mnt/photo 是同一内容的两形态，可用于交叉核对同一张 1800 年代照片的「修改日期」。