e/s y sistema de ficheros maría de los santos pérez hernández [email protected]
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Índice Conceptos básicos de E/S Concepto de sistema de ficheros Ficheros Directorios Volúmenes y particiones Protección Ficheros, directorios y servicios en POSIX Cache de bloques Fiabilidad del sistema de ficheros Introducción a los sistemas de ficheros distribuidos
(NFS)
Referencias bibliográficas “Sistemas Operativos: una visión aplicada”
Jesús Carretero et al.McGraw Hill, 2001
“Sistemas Operativos” Willian StallingWillian Stalling Prentice Hall, 1997
“Operating System Concepts” A. Silberschatz, P. GalvinAddison-Wesley, 1998
Conceptos básicos de E/S Funciones del SO:
Controlar el funcionamiento de los dispositivos de E/S
Ofrecer un interfaz entre los dispositivos y el resto del sistema
Hardware de E/S: Dispositivos de E/S:
De bloques (discos) De caracteres (teclado, ratón)
Controladores de dispositivos E/S programada Interrupciones DMA
Hardware de E/S
CPU
discos
controladorde disco
controlador de im presora
otroscontroladores
m em oria
im presora
BUS
Conceptos básicos de E/S
Software de E/S Objetivos: independencia de los dispositivos Estructuración del SW de E/S:
S W de E /S de n ive l de usuario
S W de E /S independiente de los d ispositivos (S F)
M anejadores de d ispositivos (d rive rs)
M anejadores de in terrupciones
C ontro ladores
D ispositivos
H ardw are
Softw are
Sistema de ficheros El acceso a los dispositivos es:
Incómodo Detalles físicos de los dispositivos Dependiente de las direcciones físicas
No seguro Si el usuario accede a nivel físico no tiene restricciones
El sistema de ficheros es la capa de software entre dispositivos y usuarios.
Objetivos: Suministrar una visión lógica de los dispositivos Ofrecer primitivas de acceso cómodas e independientes
de los detalles físicos Mecanismos de protección
Sistema de ficheros (II) El SF establece una correspondencia entre los
ficheros y los dispositivos lógicos.
SISTEM AD E
FIC H ER O S
ProtecciónInte
rfa
z de
acc
eso
Sistema de ficheros (III)
Visión lógica: Ficheros Directorios Volúmenes y particiones
Visión física: Bloques o bytes ubicados en dispositivos
Visiónlóg ica
Visiónfísica
Ficheros: visión lógica Conjunto de información relacionada que ha sido
definida por su creador Estructura de un fichero:
Secuencia o tira de bytes (UNIX, POSIX)
Registros (de tamaño fijo o variable)
Posición
R egistro 1
R egistro 3
R egistro 2
R egistro 4
R egistro n
C 1
C 1
C 1
C 1
C 1
C 2
C 2
C 2
C 2
C 2
C 3
C 3
C 3
C 3
C 3
C 5
C 5
C 5
C 5
C 5
C 4
C 4
C 4
C 4
C 4
R egistro 1
R egistro 3
R egistro 2
R egistro 4
R egistro n
C 1
C 1
C 1
C 1
C 1
C 2
C 2
C 2
C 3
C 3
C 3
C 4
C 4
C 4
C 4
C 3
C 3
C 5
C 5
Ficheros: visión lógica (II)
Estructura de un fichero (continuación): Ficheros de estructura compleja
Ficheros indexados Ficheros directos o de dispersión
Ejemplo de fichero indexado
Los ficheros estructurados en registros y los ficheros con estructuras complejas se pueden construir como una capa sobre la visión de tira de bytes.
C la ve
R e g is tro
Ficheroind ice
F ichero principa l
Ficheros: visión lógica (III)
Tipos de ficheros: Ficheros normales Ficheros especiales:
De bloques De caracteres
Atributos de un fichero: Nombre Tipo Dueño y grupo Información de protección Tamaño real Hora y fecha de creación Hora y fecha del último acceso Hora y fecha de la última modificación Número de enlaces
Ficheros: visión lógica (IV)
Tipos de acceso: Acceso secuencial Acceso directo Acceso indexado
Operaciones sobre ficheros: Crear ficheros Abrir y cerrar ficheros Renombrar Borrar ficheros Leer y escribir ficheros Truncar un fichero Asignar espacio a un fichero Situar el puntero en una determinada posición dentro del fichero Obtener atributos Modificar atributos
Ficheros: semántica de coutilización
Para trabajar con un fichero hay que definir una sesión con las llamadas open y close.
Semántica de coutilización: especifica el efecto de varios procesos accediendo de forma simultánea al mismo fichero.
Tipos de semánticas: Semántica UNIX (POSIX)
Las escrituras son inmediatamente visibles para todos los procesos con el fichero abierto.
Los procesos pueden compartir ficheros. Si existe relación de parentesco pueden compartir el puntero.
Ficheros: semántica de coutilización (II)
Semántica de sesión Las escrituras que hace un proceso no son
inmediatamente visibles para los demás procesos con el fichero abierto.
Cuando se cierra el fichero los cambios se hacen visibles para las futuras sesiones.
Un fichero puede asociarse temporalmente a varias imágenes.
Semántica de ficheros inmutables Una vez creado el fichero sólo puede ser compartido
para lectura y no cambia nunca
Ficheros: visión física
Conjunto de bloques ubicados en un dispositivo
Bloques
Bytes
Visión FísicaVisión Lógica
Fichero
Ficheros: visión física (II)
Bloque Unidad de transferencia 2n sectores Parámetro fijo por sistema de ficheros
Agrupación Unidad de asignación 2p bloques Aumenta la secuencialidad del fichero
Descripción de la estructura física: Bloques utilizados
Descripción física en UNIX (nodo-i)
Tamaño máximo del fichero: 10Sb+(Sb/4)Sb +(Sb/4)2Sb +(Sb/4)3SbSb el tamaño del bloque y direcciones de bloques de 4 bytes.
Tip o d e F ic he ro y P ro tec c ió nN ú m e ro d e N o m b res
P ro p ie ta r ioG rup o d e l P ro p ie ta rio
Ta m añ oIn s ta n te d e c rea c ió n
In s ta n te d e l ú ltim o a cc e s oIn s ta n te d e la ú ltim a m o d if ic ac ió n
P u n te ro a b loq u e d e d a to s 0P u n te ro a b loq u e d e d a to s 1
P u n te ro a b loq u e d e d a to s 9P u n te ro ind ire c to s im p leP u n te ro ind ire c to d o b leP u n te ro ind ire c to t rip le
nodo-i
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Pu n te ro sa B lo q ue sd e D atos
Descripción física en MS-DOS (FAT)
FAT de 12 bits 4K agrupaciones FAT de 16 bits 64K agrupaciones
<eof>
<eof>
<eof>
<eof>
pep_dir dir 5 27
fiche1.txt 12 45
Directorio RaízN om bre A trib . KB Agrup.
Directorio pep_dir
carta1.wp R 24 74
prue.z ip 16 91 7576
91
51
74
45
58
27
FAT
7576
58
92
N om bre A trib . KB Agrup.
Directorios: visión lógica
Un directorio es una tabla de entradas que asocia nombres simbólicos a ficheros.
Esquema jerárquico. Cuando se abre un fichero el SO busca el nombre en la
estructura de directorios. Operaciones sobre un directorio:
Crear (insertar) y borrar (eliminar) directorios. Abrir y cerrar directorios. Renombrar directorios. Leer entradas de un directorio. Montar (combinar)
La organización jerárquica de un directorio Simplifica el nombrado de ficheros (nombres únicos) Proporciona una gestión de la distribución => agrupar ficheros de forma
lógica (mismo usuario, misma aplicación)
Directorios: visión física
Directorios en MS-DOS
Directorios en UNIX
B y te s 8 3 1 1 0 2 2 2 4
E x te n s ió n
N o m b r e
A t r i b u to s
R e s e rv a d o
H o r a F e c h a P r im e r a
a g ru p a c ió n
( F A T )
T a m a ñ o
N om bre de fichero
N úm ero de nodo-i
Bytes 2 14
Volúmenes y particiones
Volumen: conjunto coherente de metainformación y datos. Ejemplos de volúmenes:
B o o t D o s c o p ia sd e la FAT
D ire c to r ioR a íz
D a to s yD ire c to r io s
B o o t n o d o s - iS u p e rB lo q u e
M ap a sd e b its
D a to s yD ire c to r io s
M S-DO S
UN IX
Volúmenes y particiones (II)
Descripción de volúmenes: El sector de arranque en MS-DOS El superbloque en UNIX
Relación volumen-dispositivo: Típico: 1 dispositivo N volúmenes (particiones) Grandes ficheros: N dispositivos 1 volumen
Típicamente cada dispositivo se divide en una o más particiones (en cada partición un volumen)
La tabla de particiones indica el principio, el tamaño y el tipo de cada partición.
Montado de volúmenes o particiones
Oculta el nombre del dispositivo físico o partición
En MS-DOS c:\tmp\datos.txt
/
/lib /bin /usr
/
/d1 /d2 /d3
/d3/f2/d3/f1
/
/lib /bin /usr
/usr/d1 /usr/d3
/usr/d3/f2/usr/d3/f1
Volumen raiz(/dev/hd0)
Volumen sin montar(/dev/hd1)
mount /dev/hd1 /usr
Volumen montado
Enlaces Permite que dos o más nombres hagan referencia al
mismo fichero.
Dos tipos: Enlace físico
El fichero sólo se elimina cuando se borran todos los enlaces Sólo se permiten enlazar ficheros (no directorios) del mismo
volumen.
Enlace simbólico El fichero se elimina cuando se borra el enlace físico. Si
permanece el enlace simbólico provoca errores al tratar de accederlo.
Se puede hacer con ficheros y directorios. Se puede hacer entre ficheros de diferentes volúmenes
Enlace físico
ln /user/pepe/datos.txt /user/juan/datos2.txt
/
usr lib
pepe
user
juan
prog.cdatos.txt
prog.c
..
.datos.txt
23100
28400
pepe
..
.
datos2.txt
80100
60 enlaces = 2prueba.txt
datos2.txtprueba.txt
28
descripción del fichero
juannodo-i 28
/
usr lib
pepe
user
prog.c prueba.txtdatos.txt
prog.c
..
.datos.txt
23100
28400
pepe
..
.prueba.txt
80100
60
juan
juan
Enlace simbólico
ln -s /user/pepe/da tos.txt /user/juan/datos2.tx t
/
us r lib
pe pe
user
juan
prog .cda to s.tx t
prog .c
..
.da to s.tx t
23100
130400
pe pe
..
.
da to s2.tx t
80100
60prue ba.tx t
da to s2.tx tprue ba.tx t
28
juan
en laces = 1
/use r/pepe /da tos .tx t
no do-i 1 30
en laces = 1
de scrip c ió n de l fichero
no do-i 2 8
/
us r lib
pe pe
user
prog .c prue ba.tx tda to s.tx t
prog .c
..
.da to s.tx t
23100
28400
pe pe
..
.prue ba.tx t
80100
60
juan
juan
Protección
Proteger del acceso inadecuado Distintos tipos de protección:
Lectura Escritura Ejecución Eliminación
Autenticación (¿quién?) Claves (paswords) Identificación física
Tarjetas inteligentes Reconocimiento de voz
Derechos de acceso (¿qué?) Objeto => qué usuarios y qué derechos Usuario => qué objetos y qué derechos
Ficheros, directorios y servicios en POSIX (UNIX)
Nombres de fichero y directorio: Nombre completo (empieza por /)
/usr/include/stdio.h
Nombre relativo al directorio actual (no empieza por /) stdio.h asumiendo que /usr/include es el directorio actual.
La entradas . y .. pueden utilizarse para formar rutas de acceso
../include/stdio.h ./../include/stdio.h /usr/./include/../include/stdio.h
Estos tres ficheros hacen referencia a stdio.h si /usr/include es el directorio actual
Ficheros, directorios y servicios en
POSIX (UNIX) (II) Tipos de fichero:
Normales Directorios Especiales
Descriptores de fichero: Entero no negativo que identifica un fichero abierto Se asignan en orden 0, 1, 2, ... Los procesos en su inicio:
0 entrada estándar 1 salida estándar 2 salida de error
Se heredan en el fork() Los ficheros abiertos siguen abiertos después del exec() Cuando se hace un fork() se comparte el puntero
Protección
Identificación de usuarios y grupos UID: identificador de usuario GID: identificador de grupo
Los procesos se ejecutan con UID real UID efectivo GID real GID efectivo
Protección (II)
Protección sobre un fichero UID del propietario y GID del grupo 9 bits de protección rwx para el propietario grupo y otros.
En ficheros r => leer w => escribir x => permiso de ejecución
En directorios r => listar contenidos w => crear o eliminar entradas x => permiso de acceso
Protección (III)
Bits SETUID y GETUID Si un proceso ejecuta un fichero con el SETUID activo
UID efectivo = UID del propietario del fichero Si un proceso ejecuta un fichero con el GETUID
activo GID efectivo = GID del propietario del fichero
Reglas de protección: Si UID efectivo = 0 se concede el acceso Si UID efectivo = UID del propietario se utiliza el
primer grupo de bits; si no Si GID efectivo = GID del propietario se utiliza el
segundo grupos de bits; si no Se utiliza el último grupo de bits.
open. Abre un fichero Servicio:
#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int open(char *name, int
flag, ...); Argumentos:
name: Puntero al nombre del fichero flags: Opciones de apertura:
O_RDONLY: Sólo lectura O_WRONLY: Sólo escritura O_RDWR: Lectura y escritura O_APPEND: El puntero de acceso
se desplaza al final del fichero abierto
O_CREAT: Si no existe no tiene efecto. Si no existe lo crea
O_TRUNC: Trunca si se abre para escritura
Devuelve: Un descriptor de fichero o -1
si hay error. Ejemplos:
fd = open
("/home/juan/datos.txt");
fd = open
("/home/juan/datos.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0750);
creat. Crea un fichero Servicio:
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int creat(char *name, mode_t mode);
Argumentos: name: Nombre de fichero mode: Bits de permiso para el
fichero Devuelve:
Devuelve un descriptor de fichero ó -1 si error.
Descripción: El fichero se abre para
escritura. Si no existe crea un fichero
vacío. UID_dueño = UID_efectivo GID_dueño = GID_efectivo
Si existe lo trunca sin cambiar los bits de permiso.
Ejemplos:fd = creat("datos.txt",
0751);fd = open("datos.txt",
O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0751);
read. Lectura de un fichero
Servicio:#include <sys/types.h>
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t n_bytes);
Argumentos: fd: descriptor de fichero buf: zona donde almacenar
los datos n_bytes: número de bytes a
leer
Devuelve: Número de bytes
realmente leídos ó -1 si error
Descripción: Transfiere n_bytes. Puede leer menos datos
de los solicitados si se rebasa el fin de fichero o se interrumpe por una señal.
Después de la lectura se incrementa el puntero del fichero con el número de bytes realmente transferidos.
write. Escritura de un fichero
Servicio:#include <sys/types.h>
ssize_t write(int fd, void *buf, size_t n_bytes);
Argumentos: fd: descriptor de fichero buf: zona de datos a escribir n_bytes: número de bytes a
escribir Devuelve:
Número de bytes realmente escritos -1 si error
Descripción: Transfiere n_bytes. Puede escribir menos
datos de los solicitados si se rebasa el tamaño máximo de un fichero o se interrumpe por una señal.
Después de la escritura se incrementa el puntero del fichero con el número de bytes realmente transferidos.
Si se rebasa el fin de fichero el fichero aumenta de tamaño.
close. Cierra un descriptor de fichero
Servicio:int close(int fd);
Argumentos: fd: descriptor de fichero
Devuelve: Cero o -1 si error.
Descripción: El proceso pierde la asociación a un fichero.
lseek. Modifica el valor del puntero de posición
Servicio:#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);
Argumentos: fd: Descriptor de fichero offset: desplazamiento whence: base del
desplazamiento Devuelve:
La nueva posición del puntero ó -1 si error.
Descripción: Coloca el puntero de
acceso asociado a fd La nueva posición se
calcula: SEEK_SET: posición =
offset SEEK_CUR: posición =
posición actual + offset SEEK_END: posición =
tamaño del fichero + offset
dup. Duplica un descriptor de fichero
Servicio:int dup(int fd);
Argumentos: fd: descriptor de fichero
Devuelve: Un descriptor de fichero
que comparte todas las propiedades del fd ó -1 si error.
Descripción: Crea un nuevo
descriptor de fichero que tiene en común con el anterior:
Accede al mismo fichero
Comparte el mismo puntero de posición
El modo de acceso es idéntico.
El nuevo descriptor tendrá el menor valor numérico posible.
ftruncate. Asigna espacio a un fichero
Servicio: #include <unistd.h> int ftruncate(int fd, off_t length);
Argumentos: fd descriptor de fichero length nuevo tamaño del fichero
Devuelve: Devuelve 0 ó -1 si error.
Descripción: El nuevo tamaño del fichero es length. Si length es
0 se trunca el fichero.
opendir. Abre un directorio
Servicio: #include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
DIR *opendir(char *dirname);
Argumentos: dirname puntero al nombre del directorio
Devuelve: Un puntero para utilizarse en readdir() o closedir().
NULL si hubo error. Descripción:
Abre un directorio como una secuencia de entradas. Se coloca en el primer elemento.
readdir. Lectura de entradas de directorio
Servicio: #include <sys/types.h> #include <dirent.h>
struct dirent *readdir(DIR *dirp); Argumentos:
dirp puntero retornado por opendir(). Devuelve:
Un puntero a un objeto del tipo struct dirent que representa una entrada de directorio o NULL si hubo error.
Descripción: Devuelve la siguiente entrada del directorio asociado a dirp. Avanza el puntero a la siguiente entrada. La estructura es dependiente de la implementación. Debería
asumirse que tan solo se obtiene un miembro: char *d_name.
closedir. Cierra un directorio
Servicio: #include <sys/types.h> #include <dirent.h>
int closedir(DIR *dirp);
Argumentos: dirp puntero devuelto por opendir().
Devuelve: Cero ó -1 si error.
Descripción: Cierra la asociación entre dirp y la secuencia de
entradas de directorio.
rewindir. Sitúa el puntero de directorio
Servicio: #include <sys/types.h> #include <dirent.h>
void rewindir(DIR *dirp); Argumentos:
dirp puntero devuelto por opendir() Descripción: Sitúa el puntero de posición dentro del directorio en
la primera entrada.
mkdir. Crea un directorio
Servicio: #include <sys/types.h>
#include <dirent.h>
int mkdir(char *name, mode_t mode); Argumentos:
name nombre del directorio mode bits de protección
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Crea un directorio de nombre name. UID_dueño = UID_efectivo GID_dueño = GID_efectivo
rmdir. Borra un directorio
Servicio: #include <sys/types.h>
int rmdir(char *name);
Argumentos: name nombre del directorio
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Borra el directorio si está vacío. Si el directorio no está vacío no se borra.
link. Crea una entrada de directorio
Servicio: #include <unistd.h>
int link(char *existing, char *new); Argumentos:
existing nombre del fichero existente. new nombre de la nueva entrada que será un enlace al fichero
existente. Devuelve:
Cero ó -1 si error. Descripción:
Crea un nuevo enlace para un fichero existente. El sistema no registra cuál es el enlace original. existing no debe ser el nombre de un directorio salvo que se
tenga privilegio suficiente y la implementación soporte el enlace de directorios.
unlink. Elimina una entrada de directorio
Servicio: #include <sys/types>
int unlink(char *name);
Argumentos: name nombre de fichero
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Elimina la entrada de directorio y decrementa el número de
enlaces del fichero correspondiente. Cuando el número de enlaces es igual a cero y ningún proceso lo
mantiene abierto, se libera el espacio ocupado por el fichero y el fichero deja de ser accesible.
chdir. Cambia el directorio actual
Servicio: int chdir(char *name);
Argumentos: name nombre de un directorio
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Modifica el directorio actual, aquel a partir del cual
se forman los nombre relativos.
rename. Cambia el nombre de un fichero
Servicio: #include <unistd.h>
int rename(char *old, char *new);
Argumentos: old nombre de un fichero existente new nuevo nombre del fichero
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Cambia el nombre del fichero old. El nuevo nombre es new.
getcwd. Obtiene el nombre del directorio
actual Servicio: char *getcwd(char *buf, size_t size);
Argumentos: buf puntero al espacio donde almacenar el nombre
del directorio actual size longitud en bytes de dicho espacio
Devuelve: Puntero a buf o NULL si error.
Descripción: Obtiene el nombre del directorio actual
access. Accesibilidad sobre un fichero
Servicio: #include <unistd.h>
int access(char *name, int amode); Argumentos:
name nombre del fichero amode modo de acceso que se quiere comprobar. amode es el OR inclusivo de R_OK, W_OK, X_OK o F_OK.
Devuelve: 0 si el proceso tiene acceso al fichero (para lectura,
escritura o ejecución) ó -1 en caso contrario
Descripción: Utiliza el UID real y el GID real (en lugar de los
efectivos) para comprobar los derechos de acceso sobre un fichero.
Ejemplos: access("fichero", F_OK) devuelve 0 si el fichero
existe ó -1 si no existe. access("fichero", R_OK|W_OK) devuelve 0 si el
proceso que ejecuta la llamada tiene permisos de acceso de lectura y escritura sobre el fichero (utilizando el UID real y el GID real).
access. Accesibilidad sobre un fichero (II)
umask.Asigna la máscara de
creación Servicio: #include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>mode_t umask(mode_t cmask);
Argumentos: cmask bits de permiso a desasignar en la creación de ficheros.
Devuelve: Devuelve la máscara previa
Descripción: Asigna la máscara de creación de ficheros del proceso que la
invoca. Los bits activos en la máscara son desactivados en la palabra de
protección del fichero. Si máscara =022 , y se crea un fichero con bits 0777 , los
bits reales del fichero serán 0755 .
chmod.Cambia los bits de
permiso Servicio: #include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int chmod(char *name, mode_t mode); Argumentos:
name nombre del fichero mode Nuevos bits de protección
Devuelve: Cero ó -1 si error.
Descripción: Modifica los bits de permiso y los bits SETUID y SETGID del
fichero. Sólo el propietario del fichero puede cambiar estos bits
chown.Cambia la propiedad de un
fichero Servicio: #include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int chown(char name, uid_t owner, gid_t group); Argumentos:
name nombre del fichero owner nuevo propietario del fichero group nuevo identificador de grupo del fichero
Devuelve: Cero ó -1 si error
Descripción: Modifica el identificador de usuario y de grupo del fichero Los bits SETUID y SETGID son borrados
stat, fstat Información sobre un
fichero Servicio:
#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>int stat(char *name, struct stat *buf);int fstat(int fd, struct stat *buf);
Argumentos: name nombre del fichero fd descriptor de fichero buf puntero a un objeto de tipo struct stat donde
se almacenará la información del fichero. Devuelve:
Cero ó -1 si error
stat, fstat Información sobre un
fichero Descripción:
Obtiene información sobre un fichero y la almacena en una estructura de tipo struct stat:
struct stat {
mode_t st_mode; /* modo del fichero */
ino_t st_ino; /* número del fichero */
dev_t st_dev; /* dispositivo */
nlink_t st_nlink; /* número de enlaces */
uid_t st_uid; /* UID del propietario */
gid_t st_gid; /* GID del propietario */
off_t st_size; /* número de bytes */
time_t st_atime; /* último acceso */
time_t st_mtime; /* última modificacion */
time_t st_ctime; /* último modificacion de datos */
};
stat, fstat Información sobre un
fichero
Comprobación del tipo de fichero aplicado a st_mode:
S_ISDIR(s.st_mode) Cierto si directorio
S_ISCHR(s.st_mode) Cierto si especial de caracteresS_ISBLK(s.st_mode) Cierto si especial de bloquesS_ISREG(s.st_mode) Cierto si fichero normalS_ISFIFO(s.st_mode) Cierto si pipe o FIFO
utime.Fechas último acceso y
modifación Servicio: #include <sys/stat.h> #include <utime.h>
int utime(char *name, struct utimbuf *times); Argumentos:
name nombre del fichero times estructura con las fechas de último acceso y modificación.
time_t actime fecha de acceso time_t mctime fecha de modificación
Devuelve: Devuelve 0 ó -1 si error
Descripción: Cambia las fechas de último acceso y última modificación según
los valores de la estructura struct utimbuf
Ejemplo. Copia un fichero en otro
#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <stdio.h>
#define BUFSIZE 512
main(int argc, char **argv) { int fd_ent, fd_sal; char buffer[BUFSIZE]; int n_read;
/* abre el fichero de entrada */ fd_ent = open(argv[1], O_RDONLY); if (fd_ent < 0) { perror("open"); exit(1); }
Ejemplo. Copia un fichero en otro (II)
/* crea el fichero de salida */ fd_sal = creat(argv[2], 0644); if (fd_sal < 0) { close(fd_ent); perror("open"); exit(1); }
/* bucle de lectura del fichero de entrada */ while ((n_read = read(fd_ent, buffer, BUFSIZE)) > 0) { /* escribir el buffer al fichero de salida */ if (write(fd_sal, buffer, n_read) < n_read) { perror("write2); close(fd_ent); close(fd_sal); exit(1); } }
Ejemplo. Copia un fichero en otro (III)
if (n_read < 0) {
perror("read");
close(fd_ent); close(fd_sal);
exit(1);
}
close(fd_ent); close(fd_sal);
exit(0);
}
Ejemplo: redirecciones Programa que ejecuta ls > fichero
void main(void)
{
pid_t pid;
int status;
int fd;
fd = open("fichero", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
if (fd < 0) {
perror("open");
exit(1);
}
pid = fork();
switch(pid) { case -1: /* error */ perror("fork");
exit(1);
Ejemplo: redirecciones (II)
case 0: /* proceso hijo ejecuta "ls" */
close(STDOUT_FILENO); /* cierra la salida estandar */
dup(fd); /* duplica el descriptor del fichero */
close(fd);
execlp("ls","ls",NULL);
perror("execlp");
exit(1);
default: /* proceso padre */
close(fd); /* cierra el fichero */
while (pid != wait(&status));
}
exit(0);
}
Programa que lista un directorio
#include <sys/types.h>#include <dirent.h>#include <stdio.h> #define MAX_BUF 256
void main(int argc, char **argv){ DIR *dirp; struct dirent *dp; char buf[MAX_BUF];
/* imrpime el directorio actual */ getcwd(buf, MAX_BUF); printf("Directorio actual: %s\n", buf);
Programa que lista un directorio (II)
/* abre el directorio pasado como argumento */ dirp = opendir(argv[1]);
if (dirp == NULL) { fprintf(stderr,"No puedo abrir %s\n", argv[1]); } else {
/* lee entrada a entrada */ while ( (dp = readdir(dirp)) != NULL) printf("%s\n", dp->d_name); closedir(dirp); } exit(0);}
Descomposición en operaciones de bloques
Ficheros con estructura de bytes Escritura leer
F iche ro (tira de b yte s)F iche ro (tira de b yte s)
B loques
Descomposición en operaciones de
bloques (II) Ficheros de registros de tamaño fijo
R1 R2 R3 R4 R5 R6
R1 R2R3 R4 R5 R6R3
R6
Bloque 2Bloque 1 Bloque 3
Bloque 1 Bloque 2 Bloque 3
Cache de bloques
Fundamento: Proximidad espacial Proximidad temporal Dos clases de flujos de E/S:
Usan una sola vez cada bloque Usan repetidamente los bloques
Acceso a disco mucho más lento que el acceso a memoria
Cache de bloques (II) Estructura de datos en memoria con los bloques más
frecuentemente utilizados
Lecturas adelantadas Limpieza de la cache (sync)
Principal problema: fiabilidad del sistema de ficheros.
Disco
Proceso
Disco
C ache
Proceso
C ache
Fiabilidad del sistema de ficheros
Fallos HW y SW pueden provocar fallos en un volumen Soluciones:
Hardware: Controladores que tratan con sectores con fallos Discos con información redundante (RAID)
Backups (copias de seguridad) En discos
En cintas Backups incrementales
A
BA
B
Consistencia del sistema de ficheros
Reparar fallos software en un volumen Ejemplo: herramienta fsck Dos tipos de consistencia:
Consistencia sobre bloques:
Número de bloque
31 2 4 5 6 7 8 9 101112
1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1Bloquesen uso
Bloqueslibres
31 2 4 5 6 7 8 9 101112
0 0 1 0 2 1 0 0 0 1 0 0
Volumen consistente
31 2 4 5 6 7 8 9 101112
1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1Bloquesen uso
Bloqueslibres
31 2 4 5 6 7 8 9 101112
0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0
Número de bloque
Bloque libre duplicado
Número de bloque
31 2 4 5 6 7 8 9 10 1112
1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1Bloquesen uso
Bloqueslibres
31 2 4 5 6 7 8 9 10 1112
0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0
Número de bloque
31 2 4 5 6 7 8 9 10 1112
1 1 0 1 0 0 2 1 1 0 1 1Bloquesen uso
Bloqueslibres
31 2 4 5 6 7 8 9 10 1112
0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0
Bloque perdido
Bloque de datosduplicado
Consistencia del sistema de ficheros (II)
Consistencia sobre ficheros: Contador de enlaces > contador real Contador de enlaces < contador real Número de nodo-i > Número total de nodos-i Ficheros con bits de protección 0007 Ficheros con privilegios en directorios de usuario
Introducción a los sistemas de ficheros
distribuidos (NFS) Objetivo: compartir y distribuir ficheros entre diferentes
máquinas.
En B mount -t nfs maqA:/bin /bin mount -t nfs maqA:/usr /usr
MáquinaA
include
/
binusr
lib
MáquinaB
/
homebin usr