리눅스 시스템 프로그래밍 2강 - 파일개요/기본 명령

File

• 보조기억장치에 저장된 연관된 정보들의 집합
  • 보조기억장치 할당의 최소 단위
  • Sequence of bytes (물리적 정의)
• File operations
  • Create, Write, Read, Reposition, Delete Etc.
• OS는 file operations들에 대한 system call을 제공해야 함

Types of files in Unix/Linux

• Regular file 일반 파일
  • Text or binary data file
• Directory
  • unix/linux에서는 directory도 하나의 파일
• Special file
  • 파일 형태로 표현된 커널 내 객체
  • 데이터 전송, 장치 접근 시 사용하는 파일

Everything is a file

• The advantage of this approach is that the same set of tools
• ls -a: 숨겨진 모든 파일 목록 출력
  • .profile .viminfo 이런식으로 나옴
• touch: 빈 파일 생성 or 파일의 time stamp 변경
• rm: 파일 삭제
  • rm -r 디렉토리명: 이렇게 해야 디렉토리를 삭제할 수 있다.
• cat: 파일 내용 출력
• cp: 파일 복사
• mv: 파일 이동, 이름 변경

File access permission

• Owner, Group, others 사용자에 따라 read, write, execute 권한을 가짐
  • ex) drwxr-xr-x
• chmod: 파일 권한 변경

Low-Level File IO

• System call을 이용해서 파일 입출력 수행
• File descriptor 사용
• Byte 단위로 디스크에 입출력
• 특수 파일에 대한 입출력 가능

High-Level File IO (Buffered IO)

• C Standard library를 사용해서 파일 입출력 수행
• File pointer 사용
• 버퍼(block) 단위로 디스크에 입출력
  • 여러 형식의 입출력 지원

Opening files

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

int open (const char *pathname, int flags [, mode_t mode]);

• pathname (file path)
  • 열려는 파일의 경로(파일이름 포함)
• flags
  • 파일을 여는 방법(access mode)
• mode(file access permission)
  • 파일을 새로 생성 할 때만 유효
• Return: file descriptor** (int 정수형태)

File descriptor

• 열려 있는 파일을 구분하는 정수값
  • 특수 파일 등 대부분 파일을 지칭 가능
  • process 별로 kernel이 관리
• 파일을 열 때 순차적으로 할당 됨
  • process 당 최대 fd 수 = 1024
• Default fds (수정 가능)
  • 0: stdin
  • 1: stdout
  • 2: stderr

File table

• 열린 파일을 관리하는 표
  • kernel이 process 별로 유지
  • 열린 파일에 대한 각종 정보 관리
    • Access mode, file offset, pointer to files

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
        int fd;
        mode_t mode;

        mode = S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH;

        fd = open("hello.txt", O_CREAT, mode);
        if (fd == -1) {
                perror("Create"); exit(1);
        }
        close(fd);

        return 0;
}

fileOpenClose를 만들어서 컴파일하고 실행한 뒤 생성된 txt를 확인해보면 user는 r/w, group과 other는 r인 것을 확인할 수 있다.

 

O_EXCL: O_CREAT 옵션을 사용하는 경우 기존에 없는 파일이면 파일을 생성하지만 파일이 이미 있으면 파일을 생성하지 않고 오류 메시지를 출력한다. 이미 파일이 생성되어 있으므로 에러 메시지가 나온다.

 

Error handling for system call

• system call 실패 시 -1 반환
• Error code는 errno에 저장됨
  • error.h에 선언되어 있음
  • extern으로 직접 접근 가능
    • extern int errno;
• perror(3)
  • Error message를 출력해주는 함수

int main(void) {
        int fd;

        fd = open("hello.txt", O_CREAT | O_EXCL, 0644);
        if (fd == -1) {
                perror("EXCL");
                exit(1);
        }
        close(fd);

        return 0;
}

 

컴퓨터 프로그램이 시작될 때, 기본적으로 3개의 파일 디스크립터가 자동으로 열립니다.

• 0: 표준 입력 (stdin) - 키보드 입력
• 1: 표준 출력 (stdout) - 화면 출력
• 2: 표준 에러 (stderr) - 에러 메시지 출력
• 3을 처음으로 사용 가능, close해서 3을 닫으면 3은 사용 가능한 상태가 됨.
• close(0)으로 0은 사용 가능한 상태가 됨.
• openfile 하게 되면 방금 닫은 0을 출력하게된다.

파일 디스크립터가 고정된 번호가 아니라, 운영체제가 관리하는 번호 자원 중에서 가장 낮은 번호를 순차적으로 할당받는다는 것을 명확히 보여줍니다.

 

출처: SPIN Lab. KOREATECH