[OS] Ext4 Structure : inode
linux kernel sourse tree의 깃허브 코드를 참조해 Ext4의 주요 구조체를 정리한 글입니다.
Ext4 주요 구조체 정리
Superblock, inode, dentry, Block Group, extent, orphan, Journal
📌 Ext4 inode
🫧 inode
: 리눅스 파일 시스템에서 파일이나 디렉터리의 메타데이터를 저장하는 데이터 구조
- 크기
- 소유자
- 권한
- 수정 시간
각 파일(또는 디렉터리)은 inode 번호를 할당 받는다.
프로세스가 생성되면 프로세스 id를 할당 받는 것처럼, 파일도 생성과 함께 inode를 할당받으며 이를 통해 파일을 검색하고 액세스하는 것이 가능해진다.
inode가 저장되면 inode bitmap에 할당되었음이 표시되고 (0->1) inode table의 특정 위치에 해당 inode에 대한 정보가 써지게 된다.
✨ inode 블록의 구조
🌙 Direct Blocks(12개)
- 대개 12개의 주소공간을 갖는다
- 각 주소 공간이 실제 데이터 블록을 가리키게 된다.
- 각 데이터 블록은 4KB의 크기를 갖는다
- 12개로 구성되어 있기 때문에 총 48KB 용량의 영역을 갖는다
🌙 Single Indirect Block
- Single indirect block은 1개로 구성되어 있으므로, 총 4kb의 크기를 갖는다
- 데이터 블록의 주소를 가리키는 4byte 단위의 포인터로 구성되어 있다
- 4kb의 공간을 4byte 짜리 포인터로 채운다면, 총 1024개의 포인터를 채울 수 있다
- 1024개의 포인터가 4kb짜리 데이터 블록을 가리키므로, 1024 * 4kb = 4MB의 용량을 관리할 수 있다
🌙 Double Indirect Block
- Double indirect block은 1개로 구성되어 있어, 총 4kb의 크기를 갖는다
- single indirect block을 가리키는 포인터로 구성되어 있다
- 그러므로 1024 * 1024 * 4kb = 4GB의 용량을 관리할 수 있다.
🌙 Triple Indirect Block
- Single indirect block, Double indirect block과 동일한 방식으로 작동한다
- Double indirect block을 가리키는 포인터로 구성되어 있다
- 그러므로 1024 * 1024 * 1024 * 4kb = 4TB의 용량을 관리할 수 있다
🫧 코드
struct ext4_inode {
__le16 i_mode; // 파일 타입 (파일, 디렉터리 등)
__le16 i_uid; // owner uid
__le32 i_size_lo; // 파일 크기 (하위 32비트)
__le32 i_atime; // 마지막 접근 시간
__le32 i_ctime; // inode 메타데이터 변경 시간
__le32 i_mtime; // 파일 수정 시간
__le32 i_dtime; // 삭제 시각 (default = 0)
__le16 i_gid; // 그룹 id
__le16 i_links_count; // 하드링크 개수 (이 필드가 0이면 삭제로 인식)
__le32 i_blocks_lo; // 파일이 차지한 블록 수
__le32 i_flags; // 파일 플래그
__le32 i_block[EXT4_N_BLOCKS];/ // 데이터 블록 주소 (직접/간접/이중/삼중)
__le32 i_size_high; // 파일 크기 (상위 32비트)
};