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Departamento de Informática
Taller de Sistemas Operativos
Universidad Técnica Federico Santa María
Entrada y Salida de Archivos
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Taller de Sistemas Operativos
E/S Básica de Archivo
• El servicio básico es sin buffering, a diferencias de
la E/S estándar (stdio.h), dado que las primeras
generan llamadas al sistema (read y write).
• Son parte de POSIX.1, pero no de ANSI C
• Funciones básicas: open, read, write, lseek
y close.
Raúl Monge
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Descriptor de Archivo
• Para referenciar archivos abiertos en el núcleo.
• Por convención, la shell asocia:
– 0
– 1
– 2
Entrada estándar
Salida estándar
Error estándar
• Número máximo de archivos abiertos está
limitado (OPEN_MAX en POSIX.1)
Raúl Monge
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Función: open
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/fcntl.h>
int open(const char *pathname, int oflag, … /* , mode_t mode */ );
return: descriptor de archivo si OK, -1 si existe error
• Permite abrir o crear un archivo
• Tercer argumento sólo se usa cuando se crea un
archivo.
Raúl Monge
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Flag de Apertura
• Se forma mediante OR de las opciones.
• Se debe usar sólo una de las siguientes:
O_RDONLY
O_WRONLY
O_RDWR
Sólo para lectura
Sólo para escritura
Para lectura y escritura
• Las siguientes opciones son opcionales (existen más):
O_APPEND
O_CREAT
Agregar al final (atómicamente)
Crear si no existe (tercer argumento
especifica permiso de acceso)
Genera error si archivo existe y se agregó
O_CREAT
Si archivo existe, lo trunca (con modo
escritura)
O_EXCL
O_TRUNC
Raúl Monge
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Función: creat
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/fcntl.h>
int creat(const char *pathname , mode_t mode );
return: descriptor de archivo sólo para escritura si OK,
-1 si existe error
• Equivale a usar open con oflag:
O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC
• Se requería en sistemas más antiguos.
• Tiene la desventaja de que para leer es necesario
cerrar y volver a abrir el archivo.
Raúl Monge
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Función: close
#include <unistd.h>
int close(int filedes);
return: 0 si OK,
-1 si existe error
• Al cerrar un archivo se liberan recursos (e.g.
Locks)
• Al terminar un proceso cierra automáticamente sus
archivos abiertos.
Raúl Monge
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Función: lseek
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);
return: nuevo offset del archivo si OK,
-1 si existe error
• Permite posicionar el offset actual
• Offset mide # de bytes desde comienzo del archivo
• Operaciones de R/W empiezan desde offset actual y lo
incrementan de acuerdo a lo efectivamente R/W
• Archivo se abre por defecto con offset 0, salvo que se
especifique opción O_APPEND.
Raúl Monge
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Función: read
#include <unistd.h>
ssize_t read(int filedes, const void *buff, size_t nbytes);
return: número de bytes leídos si OK,
-1 si existe error
• Devuelve número de bytes leídos, 0 si está en EOF.
• Se incrementa posición actual antes del retorno
• Existen varias razones porque no lee nbytes:
– Se agotó el archivo
– No existen más datos en el dispositivo (e.g. teclado)
– El dispositivo tiene una estructura particular (e.g. lee registros)
Raúl Monge
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Función: write
#include <unistd.h>
ssize_t write(int filedes, const void *buff, size_t nbytes);
return: número de bytes escritos si OK,
-1 si existe error
• Valor de retorno es normalmente nbytes, sino ha ocurrido
error (e.g. se lleno el disco)
• Se actualiza posición actual antes del retorno
• Si se ha especificado O_APPEND, posición actual se
actualiza automáticamente al tamaño del archivo antes de
escribir
Raúl Monge
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Interpretación de whence
(desde dónde)
• Flags:
SEEK_SET: desde el inicio
SEEK_CUR: a partir de la posición actual
SEEK_END: desde el final
• Ejemplo:
off_t
curpos;
curspos = lseek(fd, 0, SEEK_CUR);
/* curspos tiene posición actual */
Raúl Monge
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Tamaño del Buffer
• El tamaño del buffer tiene efecto sobre la
eficiencia de la E/S.
• Tamaño muy pequeño causa muchas llamadas al
sistema (poca eficiencia en tiempo de CPU).
• Existe un punto en que aumentar el tamaño no
tiene efecto, pero obliga a usar más memoria.
Raúl Monge
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Compartición de Archivos
• Unix permite compartir archivos abiertos
entre diferentes procesos.
• Para manejar esta situación, se usan algunas
estructuras de datos internas del núcleo:
– Tabla de Descriptores (una por proceso)
– Tabla de Archivos (una entrada por archivo
abierto)
– v-node (una por archivo activo; corresponde a
un i-node en un archivo normal)
Raúl Monge
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Estructuras de Control de Archivos
Entrada en
Tabla de Proceso
flag ptr
0
1
2
Tabla de Archivos
status offset ptr
Tabla de v-nodes
Activos
info
ptr
Entrada en
Tabla de Proceso
flag ptr
0
1
2
Raúl Monge
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Operaciones Atómicas
• Agregar datos a un archivo: posicionarse
al final y luego escribir en una sola
operación
Solución: O_APPEND
• Crear un archivo: Verificar si archivo
existe, crearlo sino es el caso, en una sola
operación.
Solución: O_CREAT | O_EXCL
Raúl Monge
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Funciones: dup y dup2
#include <unistd.h>
int dup(int filedes);
int dup2(int filedes1, int filedes1);
return: nuevo descriptor de archivo si OK,
-1 si existe error
•
•
•
•
Permite duplicar un descriptor de archivo
dup duplica en la primera entrada libre encontrada
dup2 especifica con filedes2 hacia donde duplicar
Es posible duplicar también con fcntl
Raúl Monge
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Ejemplo de Duplicación
Entrada en
Tabla de Proceso
Tabla de Archivos
flag ptr
0
1
2
status offset ptr
Tabla de v-nodes
Activos
info
ptr
Entrada en
Tabla de Proceso
Raúl Monge
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Función: fcntl
#include <sys/types.h>
#include <sys/unistat.h>
#include <sys/fcntl.h>
int fcntl(int fildes, int cmd, … /* , int arg */ );
return: depende de cmd si OK, -1 si existe error
• Permite cambiar propiedades de un archivo ya
abierto.
• cmd especifica el tipo de orden y arg un
argumento para la orden.
Raúl Monge
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Comandos de fcntl
•
•
•
•
•
•
•
•
•
F_DUPFD : duplica un descriptor existente
F_GETFD : obtiene flag del descriptor
F_SETFD : modifica flag del descriptor
F_GETFL : obtiene status de tabla de archivo
F_SETFL : modifica status de tabla de archivo
F_GETOWN : obtiene dueño de E/S asincrónica
F_SETOWN : modifica dueño de E/S asincrónica
F_GETLK : obtiene candados (locks) de registros
F_SETLK : modifica candados (locks) de registros
Raúl Monge
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Función: ioctl
#include <sys/types.h>
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fildes, int request, …);
return: no es parte de POSIX.1, y depende del dispositivo
• Función comodín utilizada normalmente para el
control de dispositivos
Raúl Monge
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