C Language: File I/O Low-Level API

Introdução à File I/O

• A linguagem C disponibiliza duas APIs para interação com ficheiros: API de baixo nível e API de alto nível.
• A API de baixo nível (Low-level API) inclui funções como open, close, read, write, entre outras.
• A API de alto nível (High-level API) inclui funções como fopen, fclose, fprintf, entre outras.

Chamadas ao sistema

• Chamadas ao sistema são a forma como o sistema operacional (SO) disponibiliza serviços às aplicações.
• Exemplos de serviços: abertura e manipulação de ficheiros, estabelecimento de ligações de rede, etc.

O que é um ficheiro?

• Um ficheiro é uma abstração para organizar e manter dados em memória persistente (discos, pen, etc.).
• O armazenamento é persistente, ou seja, os dados mantém-se mesmo com o reiniciar do sistema e cortes de energia elétrica.
• Um ficheiro é um conjunto de bits - 0 e 1.

E/S Baixo Nível

• No E/S baixo nível, o descritor de ficheiro é um inteiro.
• A função open mapeia o ficheiro indicado pelo nome para um descritor de ficheiro.
• A função creat é utilizada para criar um ficheiro.

Descritores do tipo “int”

• A API de baixo nível assenta em descritores do tipo int.
• O descritor é devolvido pelas funções open/creat.
• O descritor é o índice na tabela de descritores abertos do ficheiro agora aberto/criado.

Função read

• A função read tenta ler um máximo de len octetos do ficheiro para a zona de memória apontada por buf.
• O ponteiro de ficheiro é a posição corrente associada ao descritor do ficheiro.
• Uma operação leitura/escrita é feita em relação ao ponteiro de ficheiro.

Escrita - write

• A função write escreve um máximo de len octetos da zona de memória apontada por buf para o ficheiro.
• O ponteiro de ficheiro é atualizado após a escrita.

E/S Sincronizado

• O SO não efetua imediatamente a escrita para o dispositivo físico (e.g., disco, pen).
• Apenas quando o buffer associado ao ficheiro é que efetiva a escrita para o dispositivo.
• O buffer atua como memória tampão/amortecimento.
• A função fsync pode ser utilizada para forçar uma escrita imediata.

errno e seek

• A variável errno é uma variável inteira global ao processo.
• Certas funções ativam o errno quando ocorre um erro.
• O valor de errno indica o que correu mal.
• A função strerror pode ser utilizada para obter uma mensagem de erro.
• A função lseek pode ser utilizada para posicionar o ponteiro de ficheiro numa determinada posição.