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X Window

Seraphic — Wed, 2 Feb 2022 22:20:47 +0900

X Window 개념

X Window 정의

X Window 란 플랫폼 독립적으로 작동하는 GUI 환경
서버 클라이언트 구조를 기반으로 X protocol 을 통해 디스플레이 장치에 윈도우를 그려주고 입력장치를 통해 상호작용

X Window 특징

X protocol 이라 불리는 네트워크 프로토콜을 사용
서버 클라이언트 모델을 사용하여 네트워크로 연결될 수만 있다면 X 윈도우를 이용할 수 있음
X server 는 X client 의 요청에 대하여 처리 후 응답하거나 이벤트를 직접 X client 에게 보낼 수 있음
X client 는 remote X server system 에서 동작하는 프로그램을 실행할 수 있음
X Window 는 사용자 인터페이스에 독립적
서버 클라이언트 모델을 사용하므로 이론적으로 X protocol 만 준수할 수 있다면 어떤 시스템이든 이식이 가능

X Window 구조

X server

키보드, 마우스, 화면과 같은 디바이스와 직접 통신 수행
디스플레이 장치를 제어하여 X client 에게 디스플레이 서비스 제공
X server 는 local X client 와 통신하기 위해 /tmp/.X11-unix/X0 라는 유닉스 도메인 소켓을 사용
X server 는 remote X client 와 통신하기 위해 TCP 포트 6000번 사용
local 및 remote 의 다수의 X client 연결 허용

X client

Xlib 을 사용하여 작성된 응용 프로그램
디스플레이 관련 서비스를 X server 에 요청
X server 에서 발생한 이벤트를 처리

X protocol

X protocol 이란 X server 와 X client 가 정보를 주고 받기 위한 메시지 형식을 정의한 통신 규약
X protocol 기본 메시지는 Request, Reply, Event, Error 로 구성
X server 와 X client 는 X protocol 메시지를 처리하기 위해 request queue, event queue 를 운용
X protocol 을 통해 X server 와 X client 는 높은 이식성을 갖고, remote 에서 local 에서 접속하는 것과 같은 동일한 사용자 경험을 갖는 것이 가능해 짐

Xlib/XCB

Xlib 은 C 언어로 작성된 X Window 시스템 프로토콜 클라이언트 라이브러리
개발자는 Xlib 에서 제공하는 API 를 통해 X client 개발 가능
Xlib 기반으로 강력한 라이브러리 제공. e.g. Xt, XaW, Motif, FLTK, GTK+, Qt, Tk, SDL, SFML
XCB 는 Xlib 을 대체하기 위해 시작된 프로젝트. X.org 에서는 XCB 를 직접 사용

X.Org

The X.Org project provides an open source implementation of the X Window System. The development work is being done in conjunction with the freedesktop.org community. The X.Org Foundation is the educational non-profit corporation whose Board serves this ef

www.x.org

Documentation for the X Window System

www.x.org

리눅스 주요 디렉터리 구조

Seraphic — Wed, 2 Feb 2022 17:02:48 +0900

리눅스 FHS

FHS: File System Hierarchy Standard
리눅스 파일 시스템 표준은 BSD 파일 시스템 계층 구조 기반의 리눅스 디렉터리 구조 표준.
리눅스 재단이 유지 및 관리

리눅스 주요 디렉터리

Directory	Description
`/`	root directory
`/bin/`	모든 사용자를 위한 명령어 binary
`/boot/`	부트 로더 파일 및 커널 파일
`/dev/`	device file
`/etc/`	시스템 환경설정 파일과 환경 설정 파일. 'Editable Text Configuration' 이나 'Extended Tool Chest' 말의 약어
`/home/`	home directory
`/lib/`	`/bin/` 과 `/sbin/` 에 있는 binary 에 필요한 library
`/media/`	CD-ROM 이나 이동식 미디어의 마운트 지점
`/mnt/`	임시로 마운트된 파일 시스템
`/opt/`	선택 가능한 소프트웨어 패키지
`/proc/`	모든 프로세스들이 파일 형태로 매핑, procfs 마운트에 해당
`/root/`	root 사용자의 home directory
`/sbin/`	system binary
`/tmp/`	임시 파일
`/usr/`	읽기 전용 사용자 데이터가 있는 보조 계층 구조
`/usr/bin/`	모든 사용자의 비 필수 명령어 binary
`/usr/include/`	표준 include 파일
`/usr/lib/`	`/usr/bin/` 과 `/usr/sbin` 에 있는 binary 에 필요한 library
`/usr/sbin/`	비 필수 system binary
`/usr/share/`	아키텍쳐에 독립적인 공유 데이터
`/usr/src/`	source code
`/usr/local/`	로컬 데이터의 3차 계층
`/var/`	변하기 쉬운 파일
`/var/cache/`	애플리케이션 캐시 데이터
`/var/lib/`	상태 정보, 프로그램의 실행 중에 수정되는 데이터
`/var/lock/`	잠금 파일
`/var/log/`	로그 파일
`/var/run/`	`/run/` symbolic link
`/sys/`	핫 플러그 장치를 위한 sysfs 가상 파일 시스템을 통해 장치 정보를 제공
`/run/`	부팅 이후 시스템의 실행 중인 프로세스 또는 로그인한 사용자와 같은 런타임 데이터를 포함하고 있는 디렉터리

리눅스 개요

Seraphic — Mon, 31 Jan 2022 18:49:52 +0900

리눅스의 정의 및 의미

리눅스 정의

1991년 Linus Torvalds 에 의해 오픈소스로 개발
PC, 서버, 메인프레임, 모바일, 임베디드 기기를 위한 유닉스 호환 운영체제

리눅스 의미

처음 개발된 당시에는 리눅스 커널만을 의미
현재는 FSF(Free Software Foundation)가 GNU 프로젝트를 통해 리눅스 커널 기반으로 다양한 라이브러리와 어플리케이션이 포함된 리눅스 배포판을 제공. GNU/Linux 라고도 부름

리눅스의 일반적 특징

Portability

대부분의 코드가 C언어로 작성. 최소한의 플롯폼에 종속적인 부분만 어셈블리어로 되어 있어 이식성이 높음
다양한 CPU Architecture 에 적용되어 있음

Free software

리눅스의 소스코드는 자유롭게 사용, 수정, 배포 가능
GPL(General Purpose License), LGPL(Library/Lesser General Purpose License) 를 따름

Multi-User

다수의 사용자가 네트워크를 통해 한 시스템의 CPU, Memory, Storage 등의 Resource 에 접근 가능

Multi Programming

다수의 프로그램을 메모리에 적재하고 동시 실행 가능

Hierarchical File System

리눅스는 시스템과 사용자를 위한 표준화된 디렉터리 구조를 정의

Shell

다양한 기능을 수행할 수 있도록 명령어 기반 프로그램을 제공
프로그램을 통하여 Kernel 에게 명령을 내리고 Shell 은 명령어를 해석하여 프로그램을 실행
Shell 은 명령어 해석 기능과 프로그래밍 기능 사용자 환경설정 기능을 제공

Security

DAC, Extended DAC 제공
네트워크상의 노드나 라우터로 동작할 수 있으며 네트워크 인터페이스에서 발생한 트래픽을 서버로 안전하게 전달 가능
이를 위해 netfilter, iptables, ebtables, arptables 등의 모듈 제공
Mandatory Access Control 를 강화한 SELinux 가 존재

리눅스의 기술적 특징

monolithic kernel

파일 시스템, 프로세스 간 통신, 입출력 기능, 장치 관리, 프로세스 처리기 등 운영체제가 제공하는 서비스를 하나의 커널로 구현하여 제공
단일 커널로 운영체제의 기능이 제공되기 때문에 커널에 포함된 일부 기능을 변경하려면 커널을 다시 컴파일 해야 함
기본적으로 모놀리딕 커널이긴 하나 동적 로드가 가능한 커널 모듈과 동적 설정을 위한 프로퍼티 기능 제공

장치의 파일화

시스템의 자원을 모두 파일로 다룸
- 파일
  - 디렉터리
  - 일반 파일
  - 특수 파일
    - 장치 파일
    - 파이프
    - 소켓
장치의 유형에 따라 문자 장치 파일과 블록 장치 파일과 같은 장치 파일을 제공
프로세스 간 통신을 위해 파이프 파일을 제공
응용 프로그램이 소켓 프로그래밍이 가능하도록 소켓 파일을 제공

다양한 파일 시스템의 지원

ext2, ext3, ext4 와 같은 리눅스 자체 파일 시스템 제공
FAT32, NTFS 와 같은 윈도우용 파일 시스템 제공
SMB, CIFS 와 같은 네트워크 파일 시스템 제공
시스템 충돌 및 전원 문제로 복구 가능한 journaling file system 지원

Virtual Memory

프로세스들이 접근하는 메모리를 가상 메모리에 매핑하고 가상 메모리는 페이지를 통하여 물리 메모리에 매핑
동작 중인 프로세스가 사용하는 메모리 만을 물리 메모리에 로드, 사용 빈도가 낮은 메모리는 디스크에 저장.
가상 메모리는 넓은 주소 공간과 각 페이지에 대한 보호 매커니즘, 이미지와 데이터 파일을 프로세스의 주소 공간에 매핑하는 메모리 매핑, 프로세스 간 공유 메모리 기능을 제공

Swap

물리 메모리 사용량이 가득 차서 프로그램을 메모리에 로드할 수 없는 경우, 프로그램들을 디스크로 옮기고 물리 메모리를 확보하여 다른 프로그램을 메모리에 다시 로드
- Swap out: 디스크로 옮기는 작업
- Swap in: 메모리로 옮기는 작업
디스크상의 공간을 특별히 swap spave 라고 부르며 이를 위한 전용 파일이나 전용 파티션이 존재하여야 함
최대 절전 기능을 사용하기 위해서 swap partition 이 필요
/etc/sysctl.conf 의 vm.swapiness 로 스왑 빈도 설정. 만약 10으로 설정한다면 메모리의 가용량이 10%일 때 스왑을 시도
free 명령어로 스왑 영역 의 용량을 확인
효율적으로 메모리 공간을 활용할 수 있으나 동적으로 스왑의 크기를 조절할 수 없어 디크스킈 공간을 차지

동적 라이브러리와 정적 라이브러리

동적 라이브러리를 메모리에 한 번 적재하여 여러 프로세스가 공용으로 라이브러리를 사용
정적 라이브러리는 프로그램이 컴파일될 때 링크되어 프로세스가 실행될 때 정적 라이브러리도 함께 메모리에 로드
동적 라이브러리는 메모리 실행 프로그램의 크기가 작고 메모리를 효율적으로 사용, 실행 속도가 느리고 배포에 제약이 존재
정적 라이브러리는 실행 속도가 빠르고 배포에 제약이 없으나 실행 파일의 크기가 큼
로더는 환경변수 LD_LIBRARY_PATH 와 환경설정 파일 /etc/ld.so.conf 를 검색하여 동적 라이브러리를 로드
빠른 동적 라이브러리 경로 검색을 위해 /etc/ld.so.cache 파일을 유지하는데 ldconfig 명령을 통해 생성

Pipe

프로세스의 표준 출력을 다른 프로세스의 표준 입력으로 보낼 수 있는 프로세스 간 통신 방식
터미널에서 사용할 수 있는 파이프 기호는 |

Redirection

프로세스의 표준 입출력을 파일, 화면, 장치 등에서 입력을 받거나 출력할 수 있도록 입출력을 재지정할 수 있는 매커니즘

Virtual console

하나의 화면에서 여러 개의 콘솔을 사용할 수 있는 기능을 제공
Ctrl + Alt + F1 ~ F7 를 통해 콘솔을 생성 및 이동 가능