CPIO 아카이브 파일

서문

공유기 펌웨어 에뮬레이션을 시도하면서 QEMU를 사용하는 방법을 알아보았다. 그러던 중에 QEMU의 -initrd 명령어로 루트 펌웨어 파일을 전달하는 과정에서 파일을 로드할 수 없다는 오류가 발생했다.

따라서 이러한 오류를 해결하기 위해서 알게 된 방법 중 하나가 binwalk를 통해서 추출한 ubifs-root 디렉토리를 cpio 포맷으로 만들어진 아카이브로 압축해서 ‘램 디스크’로 전달하는 방법이었다.

이 과정에서 CPIO에 대해서 알아보면서 글을 작성하게 되었다.

 

1. CPIO란

CPIO

: CPIO는 “Copy In and Out”의 약자로 파일과 디렉토리를 하나의 아카이브 파일로 만들거나 추출하는 것에 특화된 도구이다.

기능 및 역할

• 단순하게 데이터를 묶거나 푸는 역할을 하는 도구로 다른 압축 도구와 함께 사용하기도 한다.
• 파일 아카이버 유틸리티의 한 종류로 주로 UNIX 계열에서 사용된다.
  • 파일 아카이버 유틸리티 (File Archiver Utility)
  • 대표적인 파일 유틸리티로는 tar과 cpio 등이 있다.
  • 여러 개의 파일과 디렉터리를 하나의 아카이브 파일로 묶거나 아카이브를 해제 또는 추출하는 데 사용하는 도구이다.
• 리눅스 초기화 램디스크를 생성하거나 시스템의 파일 관리를 하는데 중요한 역할을 한다.

 

2. CPIO 명령어

명령어/옵션	설명	사용 예제
cpio -o (copy-out mode)	표준 입력으로 받은 파일 리스트를 CPIO 아카이브로 생성	`find .
cpio -i (copy-in mode)	CPIO 아카이브에서 파일 추출	cpio -i < archive.cpio
cpio -t (list mode)	CPIO 아카이브의 내용(파일 목록) 확인	cpio -t < archive.cpio
-H [포맷]	아카이브 파일 포맷을 지정 (일반적으로 newc를 사용)	`find .
--extract	-i와 같음. 파일 추출	cpio --extract < archive.cpio
--create	-o와 같음. 파일 목록으로 아카이브 생성	`find .
--format=[포맷]	-H와 같음. 생성 시 아카이브 포맷 지정	`find .
--gzip	CPIO 아카이브를 gzip으로 압축	`find .

 

3. 활용

CPIO가 사용되는 경우

1. 리눅스에서 램디스크를 생성하는 경우
   • 램디스크(RAM disk, RAM drive)
   • 초기화 램디스크라고도 하는 것 같음. initrd가 그 줄임말일지도
   • 커널이 부팅되는 과정에서 루트 파일 시스템을 마운트하기위한 사전 초기화 작업이 필요한데 이러한 작업을 처리할 수 있도록 하는 것이 ‘램디스크’이다.
2. 여러 개의 파일이나 디렉토리를 하나의 아카이브로 묶어서 백업하거나 네트워크에서 전송하는 경우
3. 손상된 파일을 복원하거나 특정 파일을 추출하는 경우

주의할 특징

• CPIO 아카이브는 압축하는 기능이 아니기 때문에 추가적으로 gzip 등을 이용해야 공간 절약이 가능하다.
• 아카이빙하기위해서는 대상이되는 파일의 목록을 전달해야하기 때문에 find와 같은 명령어와 함께 사용해야한다.
• 파일이 많은 경우에 파일 이름의 길이나 수에 제한이 생길 수 있다.

 

 

4. 프로젝트에서 적용

공유기 펌웨어 에뮬레이팅을 하면서 -initrd 옵션에 파일 시스템을 전달하기 위해서 binwalk로 추출된 ubifs-root 디렉토리의 파일과 디렉토리들을 cpio를 이용해서 아카이브로 묶은 다음 gzip을 사용해서 압축했다.

• 다음은 사용한 명령어이다.

find . | cpio -o -H newc | gzip > ../rootfs.cpio.gz

• 명령어를 순서대로 설명하면 다음과 같다.
  1. 현재 디렉 모든 파일 목록 나열
  2. 파일 목록 CPIO 형식으로 아카이브 생성
     1. -H로 아카이브 형식 지정 → newc 형식은 modern CPIO 형식으로 파일 이름 길이 제한이 없다는 특징이 있음. QEMU에서 초기화 램디스크로 자주 사용됨.
  3. 생성된 CPIO 파일을 다음과 같은 이름(rootfs.cpio.gz)으로 해당 경로에 gzip 압축해서 저장

 

 

 

실행 화면

• 원하는 디렉토리 안에서 다음과 같이 명령어를 실행하면 압축된 블럭의 갯수를 출력해주며 명령을 완료한다.

 

• 이후 ubifs-root 디렉토리의 상위 디렉토리에서 다음과 같이 .cpio.gz 파일이 생성된 것을 확인할 수 있다.

 

 

결과적으로 아카이빙해서 압축한 파일을 -initrd에 전달해봤지만 에뮬레이팅이 되지 않아서 또 다른 방법으로 루트 파일 시스템을 마운트하는 설정을 알아봐야할 것 같다.

 

 

 

참고

• https://ko.wikipedia.org/wiki/Cpio
• https://www.gnu.org/software/cpio/manual/html_node/Options.html
• https://products.aspose.com/zip/ko/most-common-archives/what-is-cpio/
• https://dawoum.tistory.com/entry/cpio
• https://blog.naver.com/01191879872/10016619704
• https://starrykss.tistory.com/1741
• https://itwiki.kr/w/리눅스_cpio#google_vignette