Linuxのディレクトリ構造の話

「新しいLinuxの教科書」を読む会 オンライン #4 での発表資料です。
https://linuxbook.connpass.com/event/184754/

Transcript

1. ちょっとだけ細かいLinuxの ディレクトリ構造の話 @ozuma5119 1 「新しいLinuxの教科書」を読む会 オンライン #4 2020/08/23
2. 新しいLinuxの教科書: Chapter04 2 > このようにLinuxではすべてがファイルとして表現されているため、
3. 新しいLinuxの教科書: Chapter04 3 > このようにLinuxではすべてがファイルとして表現されているため、 コマンド → ファイルです。 /bin/cp など ディスク → ファイルです。 /dev/sda など カーネル → ファイルです。 /boot/vmlinuz-3.10.0-xxxxxxx など ディレクトリ → これも実はファイルです! 　※正確にはファイルシステムによるので、「Linuxでは」はちょっと語弊
4. 話すと長いので、ここでは以下だけ理解しよう 1. ディレクトリは、ファイルシステム上ではファイルと 本質的な違いは無い 2. ファイルは「ファイル名」を持っていない ではどこにファイル名があるのか？ → ディレクトリが持っています 4
5. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) ext2,ext3,ext4 などちょっと前のも基本は同じ 5 ディレクトリ /home/ozuma/workdir ディレクトリ subdir ファイル ls.txt ファイル abc.txt
6. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) ext2,ext3,ext4 などちょっと前のも基本は同じ 6 /home/ozuma/workdir ディレクトリ subdir ファイル ls.txt ファイル abc.txt struct linux_dirent64 { u64 d_ino; s64 d_off; unsigned short d_reclen; unsigned char d_type; char d_name[0]; }; ディレクトリエントリ • d_ino: iノード番号 • d_type: ファイルtype • d_name: ファイル名 ※ディレクトリは、「ディレクトリエントリを持つファイル」 https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux.git/tree/include/linux/dirent.h?h=linux-3.10.y
7. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) 7 #include <stdio.h> #include <dirent.h> int main(int argc, char *argv[]) { DIR *dir; struct dirent *dentry; dir = opendir(argv[1]); while (dentry = readdir(dir)) { printf("d_ino:%8i, d_type:%2i, d_name:%s\n", dentry->d_ino, dentry->d_type, dentry->d_name); } closedir(dir); return 0; } struct linux_dirent64 { u64 d_ino; s64 d_off; unsigned short d_reclen; unsigned char d_type; char d_name[0]; }; https://gist.github.com/ozuma/cbb3952387894f44ab88254ebfa03499 view_dirent.c
8. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) 8 /home/ozuma/workdir ディレクトリ subdir ファイル ls.txt ファイル abc.txt ディレクトリエントリ • d_ino: iノード番号 • d_type: ファイルtype ◦ 通常ファイル: 8 ◦ ディレクトリ: 4 • d_name: ファイル名 ※ディレクトリは、配下の iノード番号とファイル名のセットを持ってい るだけのちょっと変わった「ファイル」 $ ./view_dirent ./ d_ino: 64012, d_type: 4, d_name:. d_ino:51665359, d_type: 4, d_name:.. d_ino: 64002, d_type: 8, d_name:abc.txt d_ino: 1438999, d_type: 8, d_name:ls.txt d_ino:50796252, d_type: 4, d_name:subdir $
9. 新しいLinuxの教科書: Chapter04 9 > このようにLinuxではすべてがファイルとして表現されているため、
10. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) 10 ディレクトリ /home/ozuma/workdir iノード番号=64012 ディレクトリ subdir iノード番号=50796252 ファイル ls.txt iノード番号=1438999 ファイル abc.txt iノード番号=64002 $ ./view_dirent ./ d_ino: 64012, d_type: 4, d_name:. d_ino:51665359, d_type: 4, d_name:.. d_ino: 64002, d_type: 8, d_name:abc.txt d_ino: 1438999, d_type: 8, d_name:ls.txt d_ino:50796252, d_type: 4, d_name:subdir $
11. ディレクトリの構造 (CentOS 7: xfsファイルシステム) 11 ディレクトリ subdir iノード番号=50796252 ファイル ls.txt iノード番号=1438999 ファイル abc.txt iノード番号=64002 $ ./view_dirent ./ d_ino: 64012, d_type: 4, d_name:. d_ino:51665359, d_type: 4, d_name:.. d_ino: 64002, d_type: 8, d_name:abc.txt d_ino: 1438999, d_type: 8, d_name:ls.txt d_ino:50796252, d_type: 4, d_name:subdir $ 1. Linuxのファイルは iノード番号が本質 2. iノード番号とファイル名のセットが壊れると、ファイルが 見つからない（復旧ソフトなどはこれを上手くくっつけ る） 3. ls -i コマンド、df -i コマンドなどを試してみよう
12. ひとつ紹介：失敗例 • プログラムはファイルをｉノードで考える • 人間はファイルをファイル名で考える このギャップがミスを生む 12
13. 実際に私がやらかしたこと (再現イメージです) 13 # ./program > out.log # tail -f out.log [09/May/2020:11:32:36] start A01 [09/May/2020:11:33:45] end A01 [09/May/2020:11:33:47] start B01 .... (大丈夫そうだな…)
14. ログをローテートしたかった → 古いログを日付けつきにして、新しいout.logを用意 14 # ./program > out.log (ログファイル名を昨日の日付にして……) # mv out.log out.20200822.log (元と同じファイル名のファイルを用意……) # touch out.log (これでええやろ) programは止めずに……
15. 失敗：これでは out.20200822.log に出力が続く 15 # ./program > out.log mvではiノード番号は変わりません $ ls -i out.log 2102832 out.log $ mv out.log out.20200822.log $ ls -i out.20200822.log 2102832 out.20200822.log ※そのためこの場合、out.20200822.logに ログは出力され続けます！！
16. 失敗：これでは out.20200822.log に出力が続く 16 # ./program > out.log mvではiノード番号は変わりません $ ls -i out.log 2102832 out.log $ mv out.log out.20200822.log $ ls -i out.20200822.log 2102832 out.20200822.log ※そのためこの場合、out.20200822.logに ログは出力され続けます！！ この数週間後、out.logに吐か れていると信じたまま、out.< 日付>.logは古いログと思って 消してしまった (皆さん同じ失敗しないで)
17. 参考文献 このスライドでは、かなりはしょって説明しているので、一部不正確と言える部分もありま す。 より詳しく知りたい方は： • iノードとは｜「分かりそう」で「分からない」でも「分かった」気になれるIT用語辞典 ← 分かりやすくオススメ • readdir(3) https://linuxjm.osdn.jp/html/LDP_man-pages/man3/readdir.3.html • dirent.h https://man7.org/linux/man-pages/man0/dirent.h.0p.html • Linux/XFS の directory size で 6 byte や 4096 byte が多い理由 • 書籍：詳解 Linuxカーネル ← 意欲のある方は…… 17