파일 시스템 상세 내용 정리

1. HDD Offset 표기
  
A. Byte 단위
B. BLock 단위 : 512 Byte
C. Source 상에서는 Block 단위의 Addressing을 주로 사용하고 있음.
D. Data align에 따른 ACcess 효율 향상
E. 숫자 크기를 작게 유지 - byte 단위의 제약 : 32bit 정수로 표현할 경우 2 TB (signed), 4 TB (unsigned) 용량 제한
그러나, Block 단위일 경우 512 배까지의 Addressing 가능

* HDD에 직접 access (_llseek) 하는 단계에서는 byte 단위로 addressing 함 (64 bit크기)


2. HDD Linear address 상의 정보 배치표

Linear Address

A : HEADER 영역 (0 ~5 GB)
B : Reserved (약 100MB ~ 약 4800 MB)
사용하지 않고 일부러 비워둔 영역의 의미가 아니라, 실제로는 4.8GB 정도의 파티션이 만들어져 있어서 COPY 시 임시 파일 생성 용으로 사용됨.
* fdisk 유틸리티 상의 단위 12 ~ 600
C : DATA 영역 (5GB 이후 ~)
Reserved 영역과 HEADER 영역을 제외한 나머지의 공간은 1GB 씩 분할되어 DVR 녹화 데이터 저장용으로 사용됨.
(LVG = Logical Volume Group)


3. HEADER 영역

HEADER 영역

가. NEW_HDD_HEADER_OFFSET (= 5MB)
typedef struct {
char signature[8]; // "Oriong"
int num_volumes; // 250 GB HDD의 경우, 약 240
UINT64 time_signature; // unused
int num_bad_volumes; // Playback 할 떄 갱신함
char reserved1[36];
} NEW_HDD_HEADER;

나. HDD_MIRROR_INFO_OFFSET (= 5.5 MB)
typedef struct {
DWORD mirror_signature1; // 'M'
UINT64 mirrored_time_signature; // 미러링 생성시 시간 정보
UINT64 time_signature_of_pair; // unused
DWORD mirror_signature2; // 'M'의 bitwise negative
} MIRROR_INFO_HEADER;

다. BAD_LVGS_OFFSET (= 6 MB)
1GB 당 1 byte 씩 할당된 정보를 저장. 이 값이 '3'인 경우 해당 영역은 BAD LVG.
단, NEW_HDD_HEADERdml num_bad_volumes가 0 인 경우, 이 부분의 DATA를 참조해서는 안 됨.
BAD_BLOCK이 발생하는 순간부터 이 BLOCK이 속한 LVG DATA를 기록하기 시작함.

라. NEW_HDD_HEADER_BACKUP_OFFSET (= 10 MB)
NEW_HDD_HEADER_OFFSET에 기록된 내용과 동일한 내용이 기록되어 있음 (BACKUP)


4. DATA 영역

240 개의 LVG가 존재하는 HDD의 예시

- 1GB 씩 분할되어 있으며, 1 GB 미만의 잔여 영역은 사용하지 않음.
- LVG 내에서는 데이터가 시간 순서대로 저장 되어 있음. (가정)
- LVG 간에는 시간 순서가 보장되지 않음.
- 초기에는 물리적인 순서대로 데이터를 채워 나가므로, 정렬되어 있으나 DISK의 추가나 교체, Repeat Record 여부에 따라 시간 순서가 뒤바뀔 수 있음.
- 내장 HDD의 물리적인 순서
- HDD1 -> HDD3 -> HDD2-> HDD4
= Master (Primary -> Secondary) -> Slave (Primary -> Secondary)
- 시작(부팅)할 때, LVG들을 Sorting


5. LVG 구성 (1 GB)

가. superblock (= 0 MB)
typedef struct {
int volume_id;
int status; // 0: Empty, 3:BAD, 1,2:DATA
time_t start_time;
time_t end_time;
DWORD last_offset;
DWORD new_offset;
int event_count; // 해당 LVG 내의 event 개수
}

나. LVG_TIMEINDEX_OFFSET (= 1 MB)
- 1초당 4byte + 4 byte (총 64 bit)씩의 index (little endian 방식으로 저장)
- 최대 384 KB : 49152초 = 약 13.65 시간

- 특정 시간 (sec)의 정보를 읽는 방법 (TIME SEARCH)
(void *)((target_second - LOGICAL_VOLUME_HEADER.start_time) * 8)

다. LVG_EVENTINDEX_OFFSET (= 2.5 MB)
struct tagEventInfo {
time_t datetime;
U32 group_offset;
U8 group_index;
U8 type;
U8 channel;
U8 record_exist;
};
이벤트 1건당 12 byte 씩.
해당 LVG의 이벤트 정보의 크기 = LOGICAL_VOLUME_HEADER.event_count * 12

라. 해당 LVG의 녹화 데이터 저장 영역 (4 MB ~ )

6. 녹화 데이터 저장 영역

GROUP
1. 영상 / 음성 데이터의 집합
2. 검색의 기본 단위 : 초 (SEC) 단위로 GROUP 이 구분되어짐.
3. 한 GROUP은 1 MB 이내
4. 한 GROUP의 데이터 개수는 120개 이내
5. 1 MB를 초과하거나 120개의 데이터를 초과하면 1초 내에 2개 이상의 GROUP이 생성됨.
typedef struct {
WORD CH_exist; // CH별 녹화 데이터 존재 여부
WORD I_exist; // CH별 I-picture 존재 여부
WORD block_size; // GROUP size (block)
WORD prev_blocks; // prev GROUP size (block)
WORD num_picture; // 데이터 개수
BYTE index_high[MAX_IMAGE_SIZE]; // 각 데이터 위치 1
WORD index_low[MAX_IMAGE_SIZE]; // 각 데이터 위치 2
DWORD Izone; // I picture size (byte)
DWORD non_Izone; // non-I picture size (byte)
DWORD prev_offset; // prev GROUP offset (block)
DWORD current_offset; // current GROUP offset (block)
DWORD next_offset; // next GROUP offset (block)
BYTE CH_count; // unsused
BYTE reserved1;
WORD EVENT_exist; // CH별 이벤트 존재 여부
time_t last_time; // 현재 그룹의 녹화 시간
DWORD seq; // GROUP 일련 번호 (검증용)
BYTE status; // NO USE
struct tagEventInfo *event_offset_start;
struct tagEventInfo *event_offset_end;
int nr_events; // GROUP 내 이벤트 개수
time_t lvg_time; // 현재 LVG의 고유값
DWORD version; // 현재 구조체의 버전
} NEW_GROUP_HEADER;

HEADER, TAIL1, TAIL2 는 모두 512 byte 크기로 고정되어 있고,
TAIL1의 하위 256 byte에는 채널명이 저장되어 있음 (16 byte X 16 Channel)
TAIL2에는 별도의 정보가 저장되어 있지 않음.


7. PICTURE 데이터 구조

DATA
1. Group Header의 Index는 sequentail 하지만, DATA 저장 순서는 sequentail 하지 않음.
2. I zone 영역에는 Video I picture 만 저장됨.
3. non-I zone 영역에는 기타 Video, Audio, Text가 저장됨

typedef struct {
time_t datetime; // 녹화 시간
DWORD version; // 구조체 버전
int size; // payload 크기
void* event_offset; // unused
time_t timezone_offset; // GMT +,-
DWORD reserved10_1;
WORD reserved10_2;
BYTE data_type; // VIDEO, AUDIO, TEXT
BYTE picture_type; // I, P, B
BYTE channel; // 채널 번호
BYTE event_type; // 이벤트 종류
BYTE NtscPal; // 0:NTSC, 1:PAL
BYTE frame_rate; // frame rate
DWORD seq; // Video 순서
DWORD I_seq; // I picture 순서
BYTE resolution; // 해상도

BYTE normal_rec; // NORMAL REC
BYTE event_rec; 이벤트 REC
BYTE reserved1;
BYTE event_msg; // 이벤트 메시지 종류
BYTE isdst; // 써머 타임 active 여부
BYTE watermark; // 워터마크 적용 여부
BYTE crc_value;
} IMAGE_HEADER;


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