Study & Project repository

파일시스템의 구조 : 일반 디렉토리들과 파일들을 조직화해서 모아놓은 것

• 파티션마다 파일 시스템을 설치
• boot block : 부팅에 사용
• super-block : 파티션의 정보 : I-node 사이즈, data block 사이즈(1K,2K,3K ...등의 크기, 몇개의 block이 있는지)
• i-node table : 파일시스템에 존재하는 파일들의 정보
• data blocks : 파일들의 실제 데이터

i-nodes

• i-node table : i-node들이 각각의 파일의 정보를 가지고 있음

• File type : 파일타입에 대한 정보
• 소유주, 어떤 그룹에 속해 있는지
• owner, group, other가 어떻게 접근 허용하는지에 대한 정보
• time stamps : 언제 마지막으로 접근했는지, 언제 수정됐는지, i-node의 정보가 언제 변경되었는지, 소유권변경 등
• 하드링크가 얼마나 있는지
• 파일의 사이즈
• 몇개의 block들이 할당되었는지
• 실제 파일의 data block들에 대한 포인터

• DB : 1K일 경우 14K -> 14개의 블록으로만 할당하면 용량이 부족
• 블록안에 포인터를 모아놓고 참조하면서 사용
• 파일 사이즈가 커질수록 참조하는 포인터들이 많아지므로 찾는 시간이 지연되어 오래걸림

Directory structure for /etc/passwd

• i-node에 파일이름이 없다면 - /directory data정보에 존재(block)
• 하나의 i-node를 여러개의 파일들이 가리킬 수 있음 -> 여러 이름으로 하나의 파일을 가리킬 수 있음(link)
• 데이터 블록이 바로 존재하지 않고 pointer가 계속 이어질 수 있음
• ex) 위 그림처럼 2번 i-node블록 -> /directory etc -> 7번 i-node블록 -> /etc directory psswd -> 6422 i-node -> /etc/passwd file

Hard links vs symbolic links

• Hard links : 하나의 파일에 여러가지 이름(link)가 존재할 수 있음/ i-node에는 파일이름이 저장되어 있지 않음
• symbolic links(or, soft links) : 데이터가 다른 파일의 이름 - ex) ln -s target name -> name이 target을 pointing하도록 symbolic link를 만들 수 있음
• 예제

• 61번 i-node를 /home/erena directory가 this라는 포인터로 가리키고 있고 /home/allyn directory가 that이라는 포인터로 동시에 가리키고 있음
• 309번 i-node를 /home/kiran directory가 other라는 symbolick link로 가리키고 있음 309번 안의 data block에는 /home/erena/this라는 위의 포인터를 가리키는 포인터가 존재 -> type에 symlink라고 표시되어 있음
• ex) ln -s /home/erena/this /home/kirena/other -> soft link

Functions for hard/symbolic links

• int link(const char *oldpath, const char *newpath); - oldpath가 가리키는 경로를 newpath로 똑같이 가리킴
• int symlink(const char *oldpath, const char *newpath); - oldpath를 newpath로 가리키게 함
• ssize_t readlink(const char *path, char *buf, size_t bufsiz); - symbolick link가 가리키는 것이 아닌 내용자체를 read해줌
• int unlink(const char *pathname); - link를 끊음 symlink는 삭제(i-node까지)하고 hard link는 끊어주고 다른 link가 있는 경우 i-node는 삭제되지 않음

stat(2) family of functions

• int stat(const char *pathname, struct stat *buf); - buf에 i-node의 정보 저장
• int fstat(int fd, struct stat *buf); - 파일을 open하여 i-node의 정보 저장 
• int lstat(const char *pathname, struct stat *buf); - symlink자체의 파일정보를 가져와서 저장

struct stat
struct stat {

• dev_t st_dev;     /* ID of device containing file */  -> ID - block Device의 정보 읽어옴(major,minor)
• ino_t st_ino;     /* inode number */  -> Index 번호
• mode_t st_mode;    /* protection */  -> 어떤 파일인지, 접근권한 저장
• nlink_t st_nlink;   /* number of hard links */ -> 몇개의 파일 이름으로 포인팅 되었는지 
• uid_t st_uid;     /* user ID of owner */  -> 유저 ID
• gid_t st_gid;     /* group ID of owner */  -> 그룹 ID
• dev_t st_rdev;    /* device ID (if special file) */  -> 디바이스파일들의 ID정보(major, minor)
• off_t st_size;    /* total size, in bytes */  -> 파일 사이즈
• blksize_t st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */  -> 각각의 블록 사이즈
• blkcnt_t st_blocks;  /* number of blocks allocated */  -> 블록이 몇 개 있는지
• time_t st_atime;   /* time of last access */ -> 언제 access 됐는지
• time_t st_mtime;   /* time of last modification */  -> 언제 수정 됐는지(write,txt수정 등)
• time_t st_ctime;   /* time of last status change */  -> status change가 언제 되었는지(i-node정보)

};

• st_mode

• st_mode에는 regular file인지 directory인지 등 저장된 파일이 어떤 타입인지에 대한 정보가 들어있음
• file type - 4byte
• permission - 읽기, 쓰기, 실행 등의 권한도 표시
• if문에서 S_IFMT라는 constant와 비교를 하거나 S_ISREG(각 타입마다 존재)라는 함수를 사용하여 비교할 수 있음 

Directory functions

• DIR *opendir(const char *name); - 디렉토리파일을 엶
• int closedir(DIR *dirp); - 디렉토리파일을 닫음 
• struct dirent *readdir(DIR *dirp); - 한 줄씩 정보를 읽어옴
• void rewinddir(DIR *dirp); - 처음으로 되돌림
• 마지막에 읽을 것이 없다면 NULL리턴
• struct에서 file name이 중요 -> 하나하나 읽어와서 처리

struct dirent {

ino_t d_ino;       /* inode number */

off_t d_off;       /* not an offset; see NOTES */

unsigned short d_reclen;    /* length of this record */

unsigned char  d_type;      /* type of file; not supported by all filesystem types */

char           d_name[256]; /* filename */

};

Other directory functions

• int mkdir(const char *pathname, mode_t mode); -> 지정하는 모드로 directory를 만듦
• int rmdir(const char *pathname); -> 삭제
• int chdir(const char *path); -> 원하는 디렉토리로 이동
• char *getcwd(char *buf, size_t size); -> 현재 일하고 있는 working 디렉토리 위치를 리턴