Study · 운영체제 · 권한 주기 · 계정과 권한

권한은 파일 이름이 아니라 알맹이에 붙어 있다

장면

chmod 600 a.txt 를 하면 무엇이 바뀔까? 그 값은 파일 안에 있을까, 아니면 다른 곳에 있을까?

$ ls -l a.txt
-rw-r--r-- 1 tghan tghan 0 Sep 21 14:02 a.txt
$ chmod 600 a.txt
$ ls -l a.txt
-rw------- 1 tghan tghan 0 Sep 21 14:02 a.txt
# 600 은 주인만 읽고 쓰라는 뜻이다. 바꾸기 전 rw-r--r-- 는 남들도 읽을 수 있던 상태다

먼저 알아야 할 말

필드: 객체나 구조체 안에 든 변수 하나다. 자바에서는 객체의 필드, C(리눅스 커널)에서는 구조체의 필드라고 부른다.
구조체: 값 여러 개를 한 덩어리로 묶어 둔 것이다. C 에는 클래스가 없어서 이렇게 쓴다 — 메서드 없이 필드만 있는 자바 클래스라고 보면 된다. C 에서 a->b 는 자바의 a.b 와 같다(안에 든 것을 꺼낸다).
inode: 파일 하나의 정보를 모아 둔 커널 안의 기록이다. 크기 · 주인 · 권한 비트가 여기 있고, 파일 이름은 여기 없다(이름은 디렉터리가 들고 있다). 파일 항목들에서 「알맹이」라고 부르는 것이 이것이다.
디렉터리 엔트리: 디렉터리 안에 든 「이름 → inode 번호」 한 줄이다. 파일 이름은 파일 자신이 아니라 디렉터리가 들고 있다.
rwx: 읽기(r) · 쓰기(w) · 실행(x) 권한이다. 주인 · 그룹 · 나머지 셋으로 나뉘어 아홉 자리가 된다 — ls -l 의 rw-r--r-- 가 그것이다.
파일 시스템: 디스크에 파일을 어떤 모양으로 늘어놓을지 정한 방식이다. 우분투 기본은 ext4 다. VFS 덕에 어느 것을 쓰든 ls · rm 같은 명령은 똑같이 통한다.
메모리: 전원이 꺼지면 사라지는 대신 아주 빠른 저장 공간이다. 프로그램이 도는 동안 쓰는 값은 전부 여기 있다.
하드 링크: 같은 inode 를 가리키는 이름을 하나 더 만든 것이다. 이름이 둘이어도 알맹이는 하나이고, 이름이 다 떨어져야 알맹이가 없어진다.
/proc: 커널이 지금 상태를 파일인 것처럼 보여 주는 가짜 폴더다. ls -l /proc/self/fd 를 치면 지금 열어 둔 것이 나온다. 디스크에 진짜 파일이 있는 것은 아니다.
스레드: 프로그램 안에서 따로 도는 실행 흐름(일꾼) 하나다. 같은 프로그램의 스레드들은 메모리를 함께 쓰고, 여럿이면 여러 일을 동시에 한다. main 메서드도 스레드 하나에서 돌고, 웹 서버는 요청 하나를 스레드 하나가 맡아 끝까지 처리한다. 자바의 Thread 하나가 보통 커널 스레드 하나와 짝을 이룬다.
셸: 명령을 받아 실행해 주는 프로그램이다. 우분투 기본은 bash 이고, 터미널에서 보이는 $ 앞이 그것이다.
시스템 콜: 프로그램이 커널에게 일을 시키는 창구다. 파일 열기 · 스레드 만들기처럼 커널만 할 수 있는 일은 전부 이 창구를 지난다. 자바의 FileInputStream 도 결국 이 창구를 부른다.
커널: 컴퓨터가 켜져 있는 동안 늘 돌고 있는 프로그램 하나다. 파일을 만들고 지우는 일, 프로그램을 띄우는 일은 내 프로그램이 직접 못 하고 전부 커널에 부탁한다. 터미널에 친 명령이 실제로 무언가를 하는 순간은 늘 커널 안이다.
바이트: 컴퓨터가 다루는 가장 작은 덩어리 단위로, 0부터 255 사이의 숫자 하나다. 파일도, 네트워크로 오가는 글자도 결국 바이트의 나열이다. B는 바이트, KB는 약 1,000바이트, MB는 약 100만 바이트다. 「바이트가 도착했다」는 아직 글자로 읽기 전, 숫자 덩어리 상태로 도착했다는 뜻이다.
디스크: 전원을 꺼도 내용이 남는 저장 장치다. 대신 메모리보다 훨씬 느리다.
VFS: Virtual File System. 디스크가 무엇이든 · USB 든, 종류가 달라도 똑같은 open · read 로 다루게 해 주는 층이다. 자바의 인터페이스와 같은 자리다.

아래 재생기의 ▶를 누르면 한 스텝씩 진행된다. 금색 테두리가 지금 이야기하는 곳이고, 캡션이 무슨 일이 일어났는지 말해 준다. 굵게 밑줄 친 말은 누르면 뜻이 나온다. 빨간 딱지는 그때 벌어지는 일의 이름이고, 캡션 바로 위 회색 글자는 지금 스텝이 속한 묶음의 이름이다.

카드 아래 회색 줄은 그 일이 실제로 적혀 있는 소스의 파일 이름 : 줄 번호와 함수 이름이다. 글 안에 (:669)처럼 줄 번호만 적힌 것은 바로 앞에 적은 파일의 그 줄이라는 뜻이다. 캡션 한가운데 박힌 긴 영어 이름과 괄호 속 파일 · 줄 번호도 같다 — 건너뛰고 한글만 읽어도 뜻이 통하게 써 두었다.

장면 · 권한은 파일 이름이 아니라 알맹이에 붙어 있다 0 / 10

▶ 를 누르면 chmod 600 a.txt 한 번이 어느 값을 바꾸는지 따라간다. 커널이 받는 것은 파일 이름인데 바꾸는 자리는 이름 쪽이 아니라는 것이 이 장면의 요지다. 이 장면은 우분투 기본 파일 시스템인 ext4 를 기준으로 한다 — XFS 나 Btrfs 면 VFS 아래 절반이 다르다.

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권한 아홉 자리는 이름이 아니라 알맹이에 붙어 있다. 그래서 같은 알맹이에 이름을 둘 걸어 두면 한쪽만 고쳐도 양쪽이 같이 바뀐다.

어떻게 확인했나

소스 어디를 보고 적었는지와 무엇을 돌려서 쟀는지를 남긴 자리다. 처음 읽을 때는 건너뛰어도 된다.

권한이 담기는 필드는 struct inode(include/linux/fs.h:762)의 umode_t i_mode(:763)다. 실제로 값을 쓰는 줄은 setattr_copy(fs/attr.c:354)의 inode->i_mode = mode; 하나다.
이름은 알맹이를 찾는 데만 쓰인다 — chmod_common(fs/open.c:667)이 첫 줄에서 path->dentry->d_inode 로 inode 를 꺼내고(:669) 그 뒤로 이름을 다시 보지 않는 것을 확인했다.
chmod · fchmodat · fchmodat2 가 모두 do_fchmodat(fs/open.c:716)으로 모이고, 거기서 filename_lookup(:729) → chmod_common(:731) 차례인 것을 확인했다.
권한 비트만 갈아 끼우고 파일 종류 비트는 보존한다 — newattrs.ia_mode = (mode & S_IALLUGO) | (inode->i_mode & ~S_IALLUGO)(fs/open.c:684).
바꿀 자격은 setattr_prepare(fs/attr.c:161)의 inode_owner_or_capable(:205)이 본다 — 읽기 권한과는 다른 자리다.
ext4 는 메모리의 inode 만 고치고 표시를 남긴다 — setattr_copy 뒤의 mark_inode_dirty(fs/ext4/inode.c:6231-6232).
ls -l 이 보는 값도 같은 칸이다 — generic_fillattr(fs/stat.c:82)의 stat->mode = inode->i_mode(:90).
하드 링크를 걸면 a.txt 와 b.txt 가 둘 다 inode=344734 링크=2 로 나오고, a.txt 에만 chmod 644 를 해도 b.txt 의 권한이 같이 644 가 됐다. 권한이 이름이 아니라 알맹이에 붙어 있다는 뜻이다.
표시만 남기고 나중에 내보낸다. 두 손잡이가 시점을 정한다 — /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs(잰 기계는 1500, 곧 15초마다 청소 스레드가 깨어난다)와 /proc/sys/vm/dirty_expire_centisecs(3000, 곧 더러워진 지 30초가 지나야 내보낸다). 64MB 를 쓰고 바로 /proc/meminfo 를 보니 Dirty 가 12 kB 에서 65,532 kB 로 늘었고, sync 로 강제로 내보낸 뒤 376 kB 로 떨어졌다. 그래서 chmod 직후에 전원이 끊기면 그 변경은 사라질 수 있다.

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