파일 입출력 - 개요, 열기/닫기

1. 파일 개요 & 기본 명령어

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File

• 보조 기억 장치에 저장된 연관된 정보들의 집합
• 보조 기억 장치 할당의 최소단위
• 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(특수 파일): 파일 형태로 표현된 커널 내 객체, 데이터 전송이나 장치 접근 시 사용하는 파일

  

File acess permission

• 사용자: 소유자(Owner), 그룹(Group), 기타(Others)
• 권한: 읽기(r), 쓰기(w), 실행(x)

    

Basic commands for file

• ls(list) : 현재 directory 내 파일 목록 출력
  
  • -l : 상세 파일 정보 출력 (long)
  • -a : 모든 파일(숨겨진 파일 포함) 목록 출력 (all)

$ ls
$ ls -a
$ ls -al

    

• touch: 빈 파일 생성 or 파일의 time stamp 변경
• mkdir: 빈 디렉토리 생성

$ touch emptyFile
$ mkdir testDir

  

• rm(remove): 파일 삭제
  • -r : directory 삭제

$ rm emptyFile
$ rm -r testDir

  

• cat(concatenate) : 파일 내용 출력

$ vi myName
$ cat myName
jimin

  

• cp(copy) : 파일 복사
  • -r : directory 복사

$ cp myName myNameCopy

$ ls
myName myNameCopy

$ cat myNameCopy
jimin

 

• mv(move) : 파일 이동 or 이름 변경

$ mv myName myNameMove

$ ls
myNameCopy myNameMove

  

• chmod(change mode): 파일 권한 변경
  • 8진수 L: 4, W: 2, X: 1로 222는 소유자, 그룹, 기타 사용자에 www 권한을 준다.
  • u + r : user(소유자)에게만 r(읽기) 권한을 준다.

$ chmod 222 permission
$ chmod u+r permission

  

    

2. 파일 열기/닫기

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Low-Level File IO (System call)

• 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

  

Man Page: 시스템 사용 설명서
$ man [options] [section] page
1: shell
2: system call

  

Opening files - open(2)

#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(파일 이름 포함)
• flags(file state flags): 파일을 여는 방법(access mode) 설정
  • 여러 플래그 조합 가능 (OR bit operation ( | ) 사용)
  • ex) O_WRONLY | O_TRUNC, O_RDWR | O_APPEND

종류	기능
O_RDONLY	파일을 읽기전용으로 연다.
O_WRONLY	파일을 쓰기전용으로 연다.
O_RDWR	파일을 읽기와 쓰기가 가능하게 연다.
O_CREATE	파일이 없으면 파일을 생성한다.
O_APPEND	파일의 맨 끝에 내용을 저장한다.

• mode(file access permission): 파일을 새로 생성(O_CREATE) 할 때만 유효
  • 파일 권한 설정 값 사용
  • 정의된 플래그 사용: 조합하여 사용 가능  (OR bit operation ( | ) 사용)
  • ex) S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH
• Return: file descriptor

File descriptor

• 열려 있는 파일을 구분하는 정수(integer) 값
  • 특수 파일 등 대부분의 파일을 지칭 가능
  • Process별로 kernel이 관리
• 파일을 열 때 순차적으로 할당 됨 (Process 당 최대 fd 수 = 1,024)
• Default fds(수정가능) - 0 : stdin, 1 : stdout, 2 : stderr

int openFile(void) {
	int fd = open("hello.txt", O_RDWR);
	if (fd == -1) {
		perror("File Open");
		exit(1);
	}
	return fd;
}

int main(void) {
	int fd = 0;
    
	fd = openFile(); printf("fd = %d\n", fd);
	close(fd);
    
	close(0);
    
	fd = openFile(); printf("fd = %d\n", fd);
	close(fd);
    
	return 0;
}

$ gcc -o allocFD.out allocFD.c

$ ./ allocFD.out
fd = 3
fd = 0

File table

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

    

Closing files - close(2)

#include <unistd.h>

int close (int fd);

• fd(file descriptor): 닫으려는 file descriptor
• Return - 0 : sucess, 1 : error

  

Error handling for system call

• System call은 실패 시 -1을 반환
• Error code는 errco에 저장됨
• perror(3) : Error message를 출력해주는 함수

#include <stdio.h>

void perror (const char *str);

  

Open & Close a file

#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; // 644
    
	fd = open("hello.txt", O_CREAT, mode);
	if (fd == -1) {
		perror("Creat"); 
        	exit(1);
	}
	close(fd);
    
	return 0;
}

$ ls hello.txt
ls: cannot access 'hello.txt': No such file or directory

$ vi fileOpenClose.c

$ gcc -o fileOpenClose.out fileOpenClose.c

$ ./fileOpenClose.out

$ ls -l hello.txt
-rw-r--r-- 1 jimin jimin 0 Aug 29 17:24 hello.txt