Team Session - File Descriptor(FD)

• 파일 디스크립터(FD, File Descriptor)
  • 네트워크 소켓과 같은 파일이나 기타 입/출력 리소스에 액세스하는 데 사용되는 추상표현
  • ‘0이 아닌 정수’ (’Non-negative Integer’) : 음수가 아닌 0과 양수인 정수 값
    • 음수는 오류 조건을 나타내기 위해 예약된다.
  • 시스템으로부터 할당받은 파일이나 소켓을 대표하는 정수

 

• POSIX API

정수 값	이름
0	표준 입력(stdin)
1	표준 출력(stdout)
2	표준 에러(stderr)

 

위의 3가지 디스크립터는 프로그램이 프로세스로 메모리에서 실행을 시작할 때 언제나 열린 채로 동작한다.

⚠️ 프로그램에서 파일 디스크립터를 참조할 때는 번호를 쓸 수도 있지만 가능하면 ‘UNISTD.h’ 에 POSIX 이름을 쓰는 편이 좋다.

 

 

1. [file descriptor table]
FD 테이블의 인덱스를 통해 파일 디스크립터 테이블에 접근한다.

2. [open file description]
인덱스가 가리키는 객체는 dentry 라는 객체를 가리킨다.

• dentry(directory entry) : 디렉토리에 접근을 빠르게 하기 위한 구조체

3. [inode table]
dentry 구조체는 관련된 inode 구조체를 가리키는 필드를 포함한다.

 

파일 디스크립터와 열려 있는 파일의 관계

• 각 프로세스 별로 커널은 ‘open file descriptor table’을 갖고 있다.
• entry 에 담긴 정보
  • 해당 파일의 offset
  • 동작 제어 flag
  • 접근 모드
  • i/o 관련 설정
  • 파일의 i-node를 가리키는 참조

 

 

i-node

• 파일에 대한 정보(메타데이터)를 가진, 일종의 데이터
• 파일 시스템 내에서 파일이나 디렉토리는 고유한 i-node를 가지고 있으며, i-node 번호를 통해 구분이 가능하다.
• 하나의 파일이 여러 데이터 블록(data blocks)을 가질 수 있다.
  이때 아이노드는 그 모든 블록의 주소를 가리키는 포인터들에 대한 정보를 포함하며 아이노드는 이 data block들을 연결해준다.

 

• 아이노드가 가지고 있는 정보
  • 파일 모드(퍼미션)
  • 링크 수
  • 소유자명
  • 그룹명
  • 파일 크기
  • 파일 주소
  • 마지막 접근 정보
  • 마지막 수정 정보
  • 아이노드 수정 정보

 

 

• inode table 이미지

 

• direct block : 실제 파일의 내용을 담고 있는 디스크의 데이터 블록을 가리키는 포인터 변수
• 만약 데이터 블록 12개 만큼을 한 파일에서 저장공간으로 사용할 수 있다면 4KB * 12 = 48KB 밖에 저장할 수 없다.
• But, indirect block을 지정해서 추가로 데이터 블록의 공간을 확장 해서 사용할 수 있다.
  • 만약 single indirect block을 사용한다면 1024(개의 포인터) * 4(KB) 로 최대 파일의 크기가 4MB가 된다.

 

 

심볼릭 링크 🆚 하드 링크

• 심볼릭 링크
  • 원본 파일의 inode를 가리키는 또다른 파일(inode) 가 생성된다.
  • 일종의 windows에서의 바로가기 기능과 동일하다.
• 하드 링크
  • 원본 파일의 inode에 대한 직접적인 포인터이다.

 

 

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🔗 Reference

• 파일 디스크립터(File Descriptor)란?
  (https://code4human.tistory.com/123)
• 리눅스 - 파일 디스크립터 :: Developer Ahn
  (https://dev-ahn.tistory.com/96)
• [Linux] 리눅스 시스템의 아이노드(inode), 심볼릭 링크(Symbolic Link), 하드 링크(Hard Link)에 대해서. :: 개발자를 위한 지침서
  (https://i5i5.tistory.com/341)