Departamento de Informática
Taller de Sistemas Operativos
Universidad Técnica Federico Santa María
Archivos y Directorios Atributos de un archivo, estructura del sistema de archivos, enlaces simbólicos y operaciones sobre el directorio 1
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Funciones: stat, fstat y lstat #include #include int stat(const char *pathname, struct stat *buf); int fstat(int *fildes, struct stat *buf); int lstat(const char *pathname , struct stat *buf); return: 0 si OK, -1 si existe error
• stat retorna estado de un archivo con nombre • fstat retorna estado de un archivo abierto • lstat es similar a stat, pero se aplica a un enlace simbólico (no entrega información sobre el enlace referenciado) Raúl Monge
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Estructura de Estado de un Nodo struct stat { /* estructura dependiente de la implementación */ mode_t ino_t dev_t dev_t nlink_t uid_t gid_t off_t time_t time_t time_t long long
st_mode; st_ino; st_dev; st_rdev; st_nlink; st_uid; st_gid; st_size; st_atime; st_mtime; st_ctime; st_blksize; st_blocks;
/* tipo de archivo & modo (permisos) */ /* # de i-node */ /* # de dispositivo (sistema de archivo) */ /* # de dispositivo para archivos especiales */ /* # de enlaces */ /* User ID del dueño */ /* Grupo ID del dueño */ /* tamaño en bytes para archivos regulares */ /* tiempo de último acceso */ /* tiempo de última modificación */ /* tiempo de última modificación de status */ /* mejor tamaño de bloque de E/S */ /* # de bloques asignados de 512 bytes */
}; Raúl Monge
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Tipos de Archivo • Archivo Regular. String de bytes (binario o texto) • Archivo de Directorio. Contiene nombres, atributos y puntero a otros archivos. • Archivo de Especial de Caracteres. Corresponde a un dispositivo de caracteres (e.g. terminal). • Archivo de Especial de Bloques. Corresponde a un dispositivo de bloques (e.g. disco). • FIFO. Para IPC (pipe con nombre) • Socket. Para IPC (en redes) Raúl Monge
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Permisos de Acceso • Cada archivo tiene permiso de lectura, escritura y ejecución (RWX) para el dueño, el grupo y otros (9 bits en st_mode). • Bit de ejecución en directorios es permiso de búsqueda. • Para poder abrir un archivo cualquiera es necesario tener permiso en cada directorio en el sendero hacia el archivo. • Los permisos pueden ser cambiados con el comando chmod. Raúl Monge
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Set-user-ID y Set-group-ID Cada proceso tiene 6 o más Id`s asociados: • El ID real del usuario y del grupo se toman del archivo de passwd y no cambian (excepto para superusuario) • El ID efectivo del usuario y del grupo determina permisos de acceso a archivos • El saved set-user ID y saved set-group-ID contienen copias de los ID efectivos y se usan con la función setuid. Raúl Monge
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Mecanismo de Cambio de ID • Normalmente la ID efectiva coincide con la real. • Sin embargo existe un modo que permite que un proceso tome su ID efectiva del archivo (bits setuser-ID y/o set-group-ID activados en st_mode) • Aplicación: – Cambio de password: usuario debe modificar archivo perteneciente a root y grupo sys.
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Verificación de Permisos • Si el ID efectivo del usuario es 0 (superusuario), el acceso está permitido. • Si el ID efectivo del usuario es igual al ID del dueño del archivo, acceso se concede si está habilitado, sino negarlo. • Si el ID efectivo del grupo (o uno suplementario) es igual al ID del dueño del archivo, acceso se concede si está habilitado, sino negarlo. • Si el acceso apropiado de OTROS está habilitado, se concede el acceso, sino negarlo.
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Bits de Permisos de Acceso en el Archivo
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st_mode mask
Significado
S_IRUSR S_IWUSR S_IXUSR
user-read user-write user-execute
S_IRGRP S_IWGRP S_IXGRP
group-read group -write group -execute
S_IROTH S_IWOTH S_IXOTH
other-read other -write other -execute
S_ISUID S_ISGID S_IXOTH
set-user-ID on execution set-group-ID on execution saved-text (sticky bit) III-9
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Propiedad de Archivos y Directorios Nuevos • POSIX.1 define para la creación de un archivo (open o creat) – La propiedad del archivo es igual al ID efectivo del usuario – La propiedad del grupo es igual ID efectivo del grupo o al ID de grupo del directorio.
• Segunda opción de ID de grupo garantiza que esta se propague en el subárbol del directorio en cuestión. Raúl Monge
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Función: access #include int access(const char *pathname, int mode); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite verificar permisos de accesos usando ID reales • mode es OR de R_OK, W_OK, X_OK y F_OK • Sirve cuando se tiene activado set-XX-ID para verificar si usuario real tiene permisos Raúl Monge
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Función: umask #include #include mode_t umask(mode_t cmask); return: máscara anterior del modo creación del archivo
• Permite modificar la máscara del modo de creación de archivos o directorio del proceso. • Bits en alto se sustraen del permiso de acceso • Es normal usar máscara 022 (en octal) Raúl Monge
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Funciones: chmod y fchmod #include #include mode_t chmod(const char *pathname, mode_t mode); mode_t fchmod(int filedes, mode_t mode); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite modificar permisos de acceso del archivo por nombre o descriptor • mode es el OR al bit de permisos de acceso (9 bits) mas 2 bits para setuser-ID y set-group-ID. • Algunas versiones antiguas de UNIX suportan el sticky bit para mejorar el desempeño de algunos programas (permitido sólo por superusuario su activación), manteniendo programa en área de swap. Raúl Monge
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Funciones: chown, fchown y lchown #include #include int chown(const char *pathname , uid_t owner, gid_t group); int fstat(int *fildes, uid_t owner, gid_t group ); int lstat(const char *pathname , uid_t owner, gid_t group); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite cambiar ID del dueño y del grupo (con restricciones: superusuario para UID y grupos del dueño) • Interpretación de cada función similar a stat, i.e.: – Archivo por nombre – archivo abierto – enlace simbólico Raúl Monge
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Tamaño de un Archivo • Se indica en st_stat de la estructura stat y se interpreta así: – Archivo regular: Número de bytes del archivo. – Directorio: Bytes ocupados por el nodo (normalmente un múltiplo de 16 o 512) – Enlace simbólico: largo en bytes del nombre
• Un archivo regular puede tener un tamaño superior al espacio de disco asignado (existen huecos en el archivo, que se interpretan como 0s). Raúl Monge
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Funciones: truncate y ftruncate #include #include int truncate(const char * pathname, off_t length); int ftruncate(int fildes, off_t length); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Ambas funciones (no son parte de POSIX.1) truncan un archivo al tamaño length. • En caso de ser menor el largo real, efecto depende de implementación: – puede extender al largo agregando 0 (existe un hueco), o – dejarlo tal cual. Raúl Monge
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Sistema de Archivos • Un dispositivo de almacenamiento (e.g. disco) se divide en particiones, existiendo un sistema de archivos en cada partición. • El superbloque describe el sistema de archivo • El sistema puede disponer de un bloque de arranque. • Cada i-node describe a un archivo, existiendo un contador de enlaces (desde directorios). • Un i-node de directorio tiene mínimo 2 enlaces. Raúl Monge
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Estructura del Sistema de Archivo partición
partición
i-list
partición
Bloques de directorio y datos
Boot-block(s) Super block i-nodei-node i-node …... …... i-node i-node i-node
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i-nodes data data data data
mode owners timestamps Block size count
data data
direct blocks
data data
single indirect double indirect triple indirect
data data
data data
data data data data
data data
Raúl Monge
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Función: link #include int link(const char *existingpath, const char *newpath); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite crear en el directorio un nuevo enlace a un archivo existente. • Se debe incrementar el contador de enlaces. • Muchos sistemas sólo permiten enlaces (duros) en un mismo sistema de archivos. • Sólo el superusuario puede crear un enlace que apunta a un directorio (evitar ciclos). Raúl Monge
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Función: unlink #include int unlink(const char *pathname); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite eliminar un enlace a un archivo en un directorio. • Se debe decrementar el contador de enlaces en el i-node referenciado. • El archivo sigue accesible si existen otros enlaces. • Si la cuenta alcanza 0, el archivo es borrado (en caso de estar abierto, esta operación se posterga hasta el cierre). Raúl Monge
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Función: remove #include int remove(const char *pathname); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite eliminar un enlace a un archivo o directorio, y forma parte de ANSI C. • Para un archivo remove es equivalente a unlink. • Para un directorio remove equivale a rmdir.
Raúl Monge
III-22
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Función: rename #include int rename(const char *oldname, const char *newname); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite renombrar un enlace a un archivo o directorio, y forma parte de ANSI C. • Si se renombra un archivo, y el nuevo nombre existe, este último es borrado. • Si se renombra un directorio, y el nuevo nombre existe, este último se borra ssi está vacio. Raúl Monge
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Enlaces Simbólicos • Es un puntero indirecto, a diferencia de un enlace duro a un i-node. • Permite superar superar limitaciones de estos últimos: – Es posible cruzar a otro sistema de archivo – No está limitado al superusuario
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Función: symlink #include int symlink(const char *actualpath, const char *sympath); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite crear en el directorio un enlace simbólico a un archivo o directorio. • No es necesario que actualpath exista, y ambos nombres no requieren estar en el mismo sistema de archivo. Raúl Monge
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Función: readlink #include int readlink(const char *pathname, char *buf, int bufsize); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite leer el nombre del enlace simbólico, retornando el largo del string (no es terminado con 0). • Dado que open sigue los enlaces simbólicos, esta función permite efectivamente leer el enlace. Raúl Monge
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Función: mkdir #include #include int mkdir(const char *pathname , mode_t * mode); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Crea un directorio nuevo y vacio. • Entradas . y .. se crean automáticamente • mode especifica permisos de acceso, que son modificados por la máscara del proceso (umask) Raúl Monge
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Función: rmdir #include int rmdir(const char *pathname ); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite borrar un directorio vacío. • Si el # de enlaces llega a cero, y no está abierto por ningún proceso, se libera el espacio ocupado por el directorio.
Raúl Monge
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Lectura de Directorios • Puede ser leído por quien tiene permisos, pero sólo el kernel puede modificarlo. • Estructura de entrada depende de la implementación (típicamente incluye sólo nombre e i-node) • Esta estructura la define struct dirent en Raúl Monge
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Funciones: opendir, readdir, rewinddir y closedir #include #include DIR *opendir(const char * pathname); return: puntero si OK, NULL si fin de directorio o existe error struct dirent readdir(DIR * dp); return: puntero si OK, NULL si existe error int rewinddir(DIR *dp); int closedir(DIR *dp); return: 0 si OK, -1 si existe error
• Permite abrir, leer, rebobinar y cerrar un directorio Raúl Monge
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Caching de Archivos • El Sistema Operativo mantiene en el kernel un cache consistente en buffers de bloques del disco. • Lectura y escritura se prioriza a los buffers. • Escritura al disco se retarda (delayed write). • Para garantizar consistencia en el disco, se usan funciones ad-hoc. Raúl Monge
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Funciones: sync y fsync #include int sync(void); int fsync(int fildes); return: 0 si OK, -1 si existe error
• sync permite respaldar todos los buffers modificados en el sistema al disco. – El sistema normalmente llama en forma periódica esta función (típicamente cada 30 [s] por update)
• fsync permite respaldar todos los buffers modificados de un archivo. Raúl Monge
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