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리눅스 커널 파일시스템 기본 [1]

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파일시스템이란 하드디스크, SSD, 플래시 메모리와 같은 저장장치 위에 파일과 디렉터리를 체계적으로 정리(organize)하는 방법을 말합니다. 파일시스템의 종류는 매우 다양합니다 (FAT, ext4, btrfs, NTFS 등). 그리고 한 대의 컴퓨터에서 같은 파일시스템 종류가 여러 개 동시에 사용될 수도 있습니다. 파일시스템마다 파일과 디렉터리, 사용자 데이터, 그리고 내부적으로 사용하는 메타데이터를 관리하는 방식이 서로 다르긴 하지만, 거의 모든 파일시스템에 공통적으로 사용되는 몇 가지 기본 개념들이 있습니다 (이 중 일부 개념은 저장장치(storage)와 메모리 양쪽에 존재하고, 일부는 메모리에만 존재합니다.): 슈퍼블록(superblock) : 해당 파일시스템의 기본 정보를 담고 있습니다. 예를 들어 블록 크기, 루트 아이노드, 파일시스템 전체 크기 같은 정보죠. 슈퍼블록은 저장장치와 메모리 모두에 존재하는데, 메모리에는 속도 향상을 위한 캐싱 용도로 복사되어 있습니다. 파일(file) :현재 열려있는 파일에 관한 정보(예: 현재 읽기 위치 등)를 담고 있는데, 이 정보는 메모리에만 존재합니다. 아이노드(inode) : 아이노드는 디스크에 저장된 파일을 고유하게 식별하는 역할을 합니다. 아이노드는 파일 크기, 접근 권한, 파일 종류 등 다양한 속성도 함께 가지고 있죠. 이 아이노드는 저장장치와 메모리 양쪽에 존재하며, 메모리에는 캐시 목적 등으로 복사되어 있습니다. 덴트리(dentry) : 덴트리(dentry)는 파일 이름과 아이노드(inode)를 연결하는 역할을 합니다. 덴트리 역시 저장장치와 메모리 양쪽에 존재하며, 메모리에는 캐싱 목적으로 복사되어 있습니다. struct ext4_inode 내부의 i_block에서 스토리지의 각 block들을 가리킨다. EXT4_N_BLOCKS 크기는 15로 ext4가 지원하는 데이터 블록 주소 지정 방식의 표준 크기이며, 이를 통해 작은 파일부터 아주 큰 파일까지 효율적으로 저장 위치를 관리할 수 있습니...

[리눅스 커널] 시스템 콜

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reference : 리눅스 커널 심층 분석, 로버트 러브 지음, 황정동 옮김 시스템 콜 커널과 통신 시스템 콜은 하드웨어와 사용자 공간 프로세스 사이에 있는 계층이다. 이 계층은 다음과 같은 세 가지 역할을 한다. 첫째, 사용자 공간에 하드웨어 인터페이스를 추상화된 형태로 제공(파일 입출력 시 애플리케이션은 디스크나 저장 매체의 형식이나 파일시스템 형식 같은 것을 신경 쓸 필요가 없다. 둘째, 시스템 콜은 시스템 보안 및 안정성을 제공(커널이 시스템 자원과 사용자 공간 사이에서 중재자 역할을 하기 때문에, 커널이 접근권한과 같은 기준을 적용해 통제할 수 있다. 예를 들면, 하드웨어를 잘못 사용하거나 다른 프로세스의 자원을 빼았는 등의 동작을 막을 수 있다. 셋째, 사용자 공간(user-space)과 기타 시스템 사이에 계층을 둠으로써 프로세스별 가상 시스템 환경을 제공할 수 있다. 만약 애플리케이션이 아무런 제약없이 시스템 자원에 접근할 수 있다면 멀티태스킹이나 갓아 메모리를 구현하는 것은 거의 불가능에 가깝다. 리눅스의 시스템 콜은 사용자 공간에서 커널과 상호작용할 수 있는 유일한 수단이다. 트랩(trap)을 제외하면 시스템 콜은 정상적인 방법으로 커널로 진입하는 유일한 수단이다. 장치파일이나 /proc 파일시스템을 이용하는 다른 인터페이스도 결국은 시스템 호출을 통하게 되어 있다. APIs, POSIX, and the C Library 애플리케이션은 일반적으로 시스템 콜을 직접 사용하지 않고, 사용자 공간에 구현된 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API, Application Programming Interface)를 이용한다. 이 때문에 애플리케이션이 사용하는 인터페이스와 커널이 제공하는 인터페이스 사이에 직접적인 연관이 없다는 점이 아주 중요하다. API는 애플리케이션이 사용하는 프로그래밍 인터페이스다. 이 인터페이스는 하나 또는 그 이상의 시스템 콜을 사용해 구현되며, 경우에 따라 시스템 콜을...