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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 \secref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 \secref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul pathname \param{newpath} un collegamento diretto al file
97 indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo
98 collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare
99 una voce nella directory specificata da \param{newpath} e ad aumentare di uno
100 il numero di riferimenti al file (riportato nel campo \var{st\_nlink} della
101 struttura \struct{stat}, vedi \secref{sec:file_stat}) aggiungendo il nuovo
102 nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così chiamato con
103 vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
107 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
108 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 \secref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi \secref{sec:file_remove}). Non
151 è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di dispositivo\index{file!di
159 dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
160 uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
162 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
163 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
164 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
165 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
166 \secref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
167 \secref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
168 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
171 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
172 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
173 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
174 \secref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
175 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
178 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
179 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
180 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
181 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
182 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
183 \secref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
184 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
185 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
186 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
187 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
188 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
189 suddetto file aperto).
191 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
192 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
193 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
194 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
195 suo file descriptor (vedi \secref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
196 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
197 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
198 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
201 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
202 \label{sec:file_remove}
204 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
205 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
206 funzione \func{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
207 funzione \funcd{remove}.
209 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
210 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
211 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
212 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
213 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
214 Cancella un nome dal filesystem.
216 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
217 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
219 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
220 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
221 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
224 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
225 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
226 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
227 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
228 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
229 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
232 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
233 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
234 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
235 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
237 \begin{prototype}{stdio.h}
238 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
242 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
243 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
244 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
246 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
247 \param{oldpath} non è una directory.
248 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
250 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
252 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
253 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
254 sistema (come mount point).
255 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
256 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
257 sotto-directory di se stessa.
258 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei pathname non è una directory
259 o \param{oldpath} è una directory e \param{newpath} esiste e non è una
262 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
263 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
267 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
268 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
269 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
271 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
272 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \param{newpath}, se
273 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
274 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
275 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
277 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
278 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
279 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
280 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
283 Se \param{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
284 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
285 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
286 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
287 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
288 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
289 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
291 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
292 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
293 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
294 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
295 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
298 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
299 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
300 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
301 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
302 riferimento allo stesso file.
305 \subsection{I link simbolici}
306 \label{sec:file_symlink}
308 Come abbiamo visto in \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
309 riferimenti agli inode\index{inode}, pertanto può funzionare soltanto per file
310 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
311 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
314 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
315 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
316 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
317 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
318 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
319 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
320 file che non esistono ancora.
322 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
323 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
324 \tabref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'inode, e
325 riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
326 \struct{stat} (vedi \secref{sec:file_stat}).} per cui alcune funzioni di
327 libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come argomento un
328 link simbolico vengono automaticamente applicate al file da esso specificato.
329 La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è \funcd{symlink},
330 ed il suo prototipo è:
331 \begin{prototype}{unistd.h}
332 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
333 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
336 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
337 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
339 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
340 supporta i link simbolici.
341 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
342 \param{oldpath} è una stringa vuota.
343 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
344 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
347 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
348 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
352 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
353 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
354 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
355 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
356 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
358 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
359 all'invocazione delle varie system call; in \tabref{tab:file_symb_effect} si è
360 riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
361 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
362 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
363 direttamente sul suo contenuto.
367 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
369 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
372 \func{access} & $\bullet$ & \\
373 \func{chdir} & $\bullet$ & \\
374 \func{chmod} & $\bullet$ & \\
375 \func{chown} & & $\bullet$ \\
376 \func{creat} & $\bullet$ & \\
377 \func{exec} & $\bullet$ & \\
378 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
380 \func{lstat} & & $\bullet$ \\
381 \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
382 \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
383 \func{mknod} & $\bullet$ & \\
384 \func{open} & $\bullet$ & \\
385 \func{opendir} & $\bullet$ & \\
386 \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
387 \func{readlink} & & $\bullet$ \\
388 \func{remove} & & $\bullet$ \\
389 \func{rename} & & $\bullet$ \\
390 \func{stat} & $\bullet$ & \\
391 \func{truncate} & $\bullet$ & \\
392 \func{unlink} & & $\bullet$ \\
395 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
396 \label{tab:file_symb_effect}
399 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
400 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
401 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
402 (normalmente la \func{open}, vedi \secref{sec:file_open}) e tutte le
403 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
405 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
406 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
407 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
408 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
409 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
410 \begin{prototype}{unistd.h}
411 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
412 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
413 \param{buff} di dimensione \param{size}.
415 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
416 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
417 \var{errno} assumerà i valori:
419 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
422 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
423 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
427 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
428 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
429 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
430 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
435 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
436 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
437 \label{fig:file_link_loop}
440 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
441 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
442 \figref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
443 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
444 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
445 \figref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub} (un
446 bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file da
447 lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella directory
448 \file{/boot} con lo stesso pathname con cui verrebbero visti dal sistema
449 operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso, su una partizione
450 separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
452 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
453 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
454 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
455 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
456 \file{/boot/boot/boot} e così via.
458 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
459 un pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
460 cui valore limite è specificato dalla costante \const{MAXSYMLINKS}. Qualora
461 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
462 impostata al valore \errcode{ELOOP}.
464 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
465 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
466 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
469 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
471 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
472 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
473 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
474 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
477 cat: temporaneo: No such file or directory
479 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
480 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
483 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
484 \label{sec:file_dir_creat_rem}
486 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
487 elenchi di nomi ed inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
488 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
489 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
490 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
491 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
493 \headdecl{sys/stat.h}
494 \headdecl{sys/types.h}
495 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
497 Crea una nuova directory.
499 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
500 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
502 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
504 \item[\errcode{EACCES}]
505 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
507 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
508 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
509 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
510 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
511 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
513 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
514 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
516 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
517 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
521 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
522 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
523 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come pathname assoluto che
526 I permessi di accesso alla directory (vedi \secref{sec:file_access_control})
527 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
528 \tabref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
529 creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La titolarità della
530 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
531 \secref{sec:file_ownership}.
533 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
535 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
536 Cancella una directory.
538 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
539 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
541 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
542 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
543 bit impostato e l'user-ID effettivo del processo non corrisponde al
544 proprietario della directory.
545 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
546 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
547 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
549 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
550 radice di qualche processo.
551 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
553 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
554 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
557 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
558 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
559 \file{..}). Il nome può essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
561 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
562 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
563 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
564 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
565 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
566 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
567 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
570 \subsection{La creazione di file speciali}
571 \label{sec:file_mknod}
573 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
574 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
575 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
576 \index{file!di dispositivo}
577 e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a parte, che
578 vedremo in \capref{cha:socket_intro}).
580 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
581 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
582 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
583 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
585 \headdecl{sys/types.h}
586 \headdecl{sys/stat.h}
589 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
591 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
593 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
594 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
596 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
597 il filesystem su cui si è cercato di creare \func{pathname} non supporta
599 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
600 fifo o un dispositivo.
601 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
603 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
604 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
605 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
608 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
609 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
610 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
611 \tabref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
612 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
613 \var{umask} (si veda \secref{sec:file_umask}).
615 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
616 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
617 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
618 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
619 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
620 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
622 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
623 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
624 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
625 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
628 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
629 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
630 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
631 BSD per il filesystem (si veda \secref{sec:file_ownership}) in cui si va a
632 creare l'inode\index{inode}.
634 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
635 \secref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
636 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
638 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
640 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
644 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
645 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
646 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
647 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
650 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
651 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
652 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
653 modificati dal valore di \var{umask}.
657 \subsection{Accesso alle directory}
658 \label{sec:file_dir_read}
660 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
661 delle liste di nomi ed inode, per il ruolo che rivestono nella struttura del
662 sistema, non possono essere trattate come dei normali file di dati. Ad
663 esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo il kernel
664 può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un processo a
665 inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di scrittura.
667 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
668 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
669 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
670 in \secref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
671 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
672 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
673 in \tabref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
674 funzione per la lettura delle directory.
676 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
677 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
678 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
679 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
680 \capref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
681 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
683 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
685 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
687 Apre un \textit{directory stream}.
689 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
690 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
691 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
692 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
695 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
696 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
697 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
698 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
699 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
702 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
703 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
704 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
707 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
709 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
711 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
713 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
714 caso di successo e -1 in caso di errore.}
717 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
718 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
719 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
720 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
721 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
722 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
723 per cambiare la directory di lavoro (vedi \secref{sec:file_work_dir}) a quella
724 relativa allo stream che si sta esaminando.
726 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
727 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
729 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
731 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
733 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
735 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
736 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
737 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
738 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
742 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
743 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
744 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
745 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
746 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
747 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
748 riportata in \figref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
749 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
750 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
751 lettura di una voce sullo stesso stream.
753 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
754 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
755 con i thread; il suo prototipo è:
757 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
759 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
760 struct dirent **result)}
762 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
764 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
765 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
768 La funzione restituisce in \param{result} (come \textit{value result
769 argument}) l'indirizzo dove sono stati salvati i dati, che di norma
770 corrisponde a quello della struttura precedentemente allocata e specificata
771 dall'argomento \param{entry} (anche se non è assicurato che la funzione usi lo
772 spazio fornito dall'utente).
774 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
775 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
776 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
777 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
778 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
779 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
780 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
781 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
782 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
783 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
784 inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo \var{st\_ino} di
788 \footnotesize \centering
789 \begin{minipage}[c]{15cm}
790 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
792 ino_t d_ino; /* inode number */
793 off_t d_off; /* offset to the next dirent */
794 unsigned short int d_reclen; /* length of this record */
795 unsigned char d_type; /* type of file */
796 char d_name[256]; /* We must not include limits.h! */
801 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
803 \label{fig:file_dirent_struct}
806 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
807 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
808 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
809 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
810 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
815 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
817 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
820 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
821 \const{DT\_REG} & file normale. \\
822 \const{DT\_DIR} & directory. \\
823 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
824 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
825 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
826 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
829 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
830 della struttura \struct{dirent}.}
831 \label{tab:file_dtype_macro}
834 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
835 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
836 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
837 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
838 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
839 \tabref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
840 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
841 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
843 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
844 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
846 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
847 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
850 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
851 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
852 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
853 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
854 \func{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
855 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
857 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
858 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
861 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
862 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
863 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
864 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \func{telldir}, che
865 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
866 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
867 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
869 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
870 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
871 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
872 valore errato per \param{dir}.}
875 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
876 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
879 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
881 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
883 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
887 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
888 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
890 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
892 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
894 Chiude un \textit{directory stream}.
896 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
897 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
900 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
901 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
902 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
903 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
904 libc4.} ed il suo prototipo è:
905 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
906 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
907 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
909 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
911 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
912 trovate, e -1 altrimenti.}
915 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
916 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
917 controllano rispettivamente la selezione di una voce (\param{select}) e
918 l'ordinamento di tutte le voci selezionate (\param{compar}).
920 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
921 \param{dir}, passando ciascuna di esse come argomento alla funzione di
922 \param{select}; se questa ritorna un valore diverso da zero la voce viene
923 inserita in una struttura allocata dinamicamente con \func{malloc}, qualora si
924 specifichi un valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le
925 voci. Tutte le voci selezionate vengono poi inserite un una lista (anch'essa
926 allocata con \func{malloc}, che viene riordinata tramite \func{qsort} usando
927 la funzione \param{compar} come criterio di ordinamento; alla fine l'indirizzo
928 della lista ordinata è restituito nell'argomento \param{namelist}.
930 Per l'ordinamento sono disponibili anche due funzioni predefinite,
931 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
935 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
937 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
939 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
941 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
942 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
943 maggiore del secondo.}
946 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
947 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
948 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
949 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
950 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
951 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
952 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
953 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
954 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
955 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
956 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \file{file10} viene comunque
959 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
960 \figref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
961 programma che, usando la routine di scansione illustrata in
962 \figref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory e
963 la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
969 #include <sys/types.h>
970 #include <sys/stat.h>
971 #include <dirent.h> /* directory */
972 #include <stdlib.h> /* C standard library */
975 /* computation function for DirScan */
976 int do_ls(struct dirent * direntry);
978 int main(int argc, char *argv[])
981 if ((argc - optind) != 1) { /* There must be remaing parameters */
982 printf("Wrong number of arguments %d\n", argc - optind);
985 DirScan(argv[1], do_ls);
989 * Routine to print file name and size inside DirScan
991 int do_ls(struct dirent * direntry)
995 stat(direntry->d_name, &data); /* get stat data */
996 printf("File: %s \t size: %d\n", direntry->d_name, data.st_size);
1000 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
1002 \label{fig:file_my_ls}
1005 Il programma è estremamente semplice; in \figref{fig:file_my_ls} si è omessa
1006 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
1007 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
1008 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
1010 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
1011 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un parametro (che indicherà la
1012 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
1013 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
1014 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
1016 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
1017 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
1018 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
1019 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
1020 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
1022 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
1023 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
1024 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
1025 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
1027 \begin{figure}[!htb]
1029 \begin{lstlisting}{}
1030 #include <sys/types.h>
1031 #include <sys/stat.h>
1032 #include <dirent.h> /* directory */
1033 #include <stdlib.h> /* C standard library */
1039 * Input: the directory name and a computation function
1040 * Return: 0 if OK, -1 on errors
1042 int DirScan(char * dirname, int(*compute)(struct dirent *))
1045 struct dirent *direntry;
1047 if ( (dir = opendir(dirname)) == NULL) { /* oper directory */
1048 printf("Opening %s\n", dirname); /* on error print messages */
1049 perror("Cannot open directory"); /* and then return */
1052 fd = dirfd(dir); /* get file descriptor */
1053 fchdir(fd); /* change directory */
1054 /* loop on directory entries */
1055 while ( (direntry = readdir(dir)) != NULL) { /* read entry */
1056 if (compute(direntry)) { /* execute function on it */
1057 return -1; /* on error return */
1065 \caption{Codice della routine di scansione di una directory contenuta nel
1066 file \file{DirScan.c}.}
1067 \label{fig:file_dirscan}
1070 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1071 in \figref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette di
1072 eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di una
1073 directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1074 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1077 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1078 (vedi \secref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione \func{dirfd}
1079 e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir}
1080 su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
1081 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
1082 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
1083 \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
1084 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
1085 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
1086 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
1089 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1090 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1091 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1092 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1093 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1094 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1095 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1096 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1099 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1100 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1101 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1102 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1103 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1104 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1105 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1106 concluse con successo.
1109 \subsection{La directory di lavoro}
1110 \label{sec:file_work_dir}
1112 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1113 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1114 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1115 quando un pathname è espresso in forma relativa, dove il ``\textsl{relativa}''
1116 fa riferimento appunto a questa directory.
1118 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1119 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1120 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1121 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1122 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1123 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1124 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1126 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1127 della directory di lavoro, per ottenere il pathname occorre usare una apposita
1128 funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui prototipo è:
1129 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1130 Legge il pathname della directory di lavoro corrente.
1132 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1133 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1134 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1136 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1138 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1139 lunghezza del pathname.
1140 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1141 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
1146 La funzione restituisce il pathname completo della directory di lavoro nella
1147 stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere precedentemente allocata,
1148 per una dimensione massima di \param{size}. Il buffer deve essere
1149 sufficientemente lungo da poter contenere il pathname completo più lo zero di
1150 terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le dimensioni specificate con
1151 \param{size} la funzione restituisce un errore.
1153 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1154 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1155 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1156 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1157 della lunghezza esatta del pathname altrimenti. In questo caso ci si deve
1158 ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1160 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
1161 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
1162 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1163 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1164 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
1165 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
1166 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
1167 funzione è deprecata.
1169 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1170 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1171 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1172 che essendo costruita dalla shell può contenere un pathname comprendente anche
1173 dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
1174 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
1175 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1177 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1178 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1179 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1180 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1181 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1183 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1184 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1186 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1187 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1190 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1191 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1193 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1194 quale si hanno i permessi di accesso.
1196 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1197 tramite il file descriptor, e non solo tramite il pathname, per fare questo si
1198 usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1199 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1200 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1203 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1204 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1207 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1208 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1209 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1210 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1211 specificata da \param{fd}.
1215 \subsection{I file temporanei}
1216 \label{sec:file_temp_file}
1218 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1219 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1220 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1221 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1222 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1223 condition}\index{race condition} (si ricordi quanto visto in
1224 \secref{sec:proc_race_cond}).
1226 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1227 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1228 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1229 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1230 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1231 non esistente al momento dell'invocazione.
1233 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1234 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1236 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1237 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1238 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1239 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1240 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1241 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1242 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1243 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1245 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1246 fa nulla quando si passa \val{NULL} come parametro. Una funzione simile,
1247 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1248 esplicitamente, il suo prototipo è:
1249 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1250 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1251 non esistente al momento dell'invocazione.
1253 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1254 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1255 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1258 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1259 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1260 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1261 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1262 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1263 la prima valida delle seguenti:
1265 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1266 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
1267 \secref{sec:file_suid_sgid}).
1268 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1269 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1270 \item la directory \file{/tmp}.
1273 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1274 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1275 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1276 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1277 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1278 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1279 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1282 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1283 POSIX definisce la funzione \funcd{tempfile}, il cui prototipo è:
1284 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1285 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1287 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1288 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1289 caso \var{errno} assumerà i valori:
1291 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1292 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1294 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1295 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1297 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1298 \code{r+b}, si veda \secref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1299 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1300 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1301 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1302 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1303 condition}\index{race condition}.
1305 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1306 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1307 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1308 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1309 unico. La prima delle due è analoga a \funcd{tmpnam} e genera un nome casuale,
1311 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1312 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1315 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1316 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1319 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1322 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1323 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1324 alle possibili \textit{race condition}\index{race condition} date per
1325 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1326 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1327 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1328 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1329 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1332 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1333 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1335 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1336 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1337 finali di \param{template}.
1339 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1340 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1342 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1343 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1344 contenuto di \param{template} è indefinito.
1347 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1348 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1349 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1350 \secref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1351 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1352 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1353 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1354 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1355 contenuti del file.} (si veda \secref{sec:file_perm_overview}).
1357 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1358 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1359 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1360 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1361 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1362 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1364 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1365 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1368 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1370 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1372 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1373 \capref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione della
1374 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1375 condition}\index{race condition} non si pongono.
1378 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1379 \label{sec:file_infos}
1381 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1382 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1383 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1385 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1386 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1387 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1388 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1389 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1390 \secref{sec:file_access_control}).
1393 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1394 \label{sec:file_stat}
1396 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1397 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1398 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1399 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1402 \headdecl{sys/types.h}
1403 \headdecl{sys/stat.h}
1406 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1407 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1410 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1411 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1412 lette le informazioni relativae ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1414 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1415 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1416 descriptor \param{filedes}.
1418 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1419 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1420 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1421 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1423 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1424 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1426 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1427 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1428 usata da Linux è mostrata in \figref{fig:file_stat_struct}, così come
1429 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1430 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1431 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1433 \begin{figure}[!htb]
1436 \begin{minipage}[c]{15cm}
1437 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1439 dev_t st_dev; /* device */
1440 ino_t st_ino; /* inode */
1441 mode_t st_mode; /* protection */
1442 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
1443 uid_t st_uid; /* user ID of owner */
1444 gid_t st_gid; /* group ID of owner */
1445 dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
1446 off_t st_size; /* total size, in bytes */
1447 unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
1448 unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
1449 time_t st_atime; /* time of last access */
1450 time_t st_mtime; /* time of last modification */
1451 time_t st_ctime; /* time of last change */
1456 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1458 \label{fig:file_stat_struct}
1461 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1462 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1463 \tabref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1466 \subsection{I tipi di file}
1467 \label{sec:file_types}
1469 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1470 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1471 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1472 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1474 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1475 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1476 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1477 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1478 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1479 \var{st\_mode} è riportato in \tabref{tab:file_type_macro}.
1483 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1485 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1488 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1489 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1490 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1491 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1492 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1493 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1494 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1497 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1498 \label{tab:file_type_macro}
1501 Oltre alle macro di \tabref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1502 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1503 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1504 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1505 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1507 Il primo valore dell'elenco di \tabref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1508 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1509 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1510 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1511 un'opportuna combinazione.
1516 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1518 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1521 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1522 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1523 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1524 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1525 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1526 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1527 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1528 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1530 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1531 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1532 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1534 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1535 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1536 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1537 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1539 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1540 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1541 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1542 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1544 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1545 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1546 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1547 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1550 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1551 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1552 \label{tab:file_mode_flags}
1555 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1556 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1558 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1559 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
1561 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1562 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1565 \subsection{Le dimensioni dei file}
1566 \label{sec:file_file_size}
1568 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1569 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1570 pathname che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1572 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1573 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1574 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1575 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1576 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1578 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1579 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1580 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1581 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1582 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la
1585 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1586 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1587 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1588 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1589 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1590 risultato di \cmd{ls}.
1592 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1593 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1594 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1595 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1597 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1598 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1599 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1600 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1602 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1603 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1604 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1606 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1607 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1608 descriptor \param{fd}.
1610 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1611 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1612 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1614 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1615 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1616 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1618 per \func{truncate} si hanno:
1620 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1621 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
1622 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1624 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1625 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1628 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1629 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1630 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1631 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1632 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1635 \subsection{I tempi dei file}
1636 \label{sec:file_file_times}
1638 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1639 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1640 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1641 della struttura \struct{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato
1642 di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1643 \tabref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle funzioni
1644 che effettuano cambiamenti su di essi.
1649 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1651 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1652 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1655 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1656 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1657 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1658 \func{utime} & default\\
1659 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1660 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1663 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1664 \label{tab:file_file_times}
1667 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1668 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1669 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1670 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1671 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1672 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1673 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1674 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1676 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1677 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1678 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1679 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1680 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1682 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1683 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1684 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1685 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1686 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1687 nell'ultima colonna di \tabref{tab:file_file_times}.
1692 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1694 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1695 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1696 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1697 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1698 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1699 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1702 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1703 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1704 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1705 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1706 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1707 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1708 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1709 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1712 \func{chmod}, \func{fchmod}
1713 & & &$\bullet$& & & & \\
1714 \func{chown}, \func{fchown}
1715 & & &$\bullet$& & & & \\
1717 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1718 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1719 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1720 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1721 &$\bullet$& & & & & & \\
1723 & & &$\bullet$& & & & \\
1725 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1727 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1729 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1731 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1732 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1733 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1734 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1735 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1737 &$\bullet$& & & & & & \\
1739 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1740 \func{unlink}\\ \func{remove}
1741 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1742 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1743 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1744 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1745 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1746 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1747 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1749 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1751 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1753 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1756 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1757 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1758 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1759 \label{tab:file_times_effects}
1762 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1763 illustrato in \tabref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1764 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1765 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1766 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1767 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1769 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1770 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1771 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1772 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1773 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1776 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1777 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1778 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1779 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1780 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1783 \subsection{La funzione \func{utime}}
1784 \label{sec:file_utime}
1786 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1787 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1788 \begin{prototype}{utime.h}
1789 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1791 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1792 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1793 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1795 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1796 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1798 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1799 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1803 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1804 \struct{utimebuf}, la cui definizione è riportata in
1805 \figref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1806 valori che si vogliono impostare per tempi.
1808 \begin{figure}[!htb]
1809 \footnotesize \centering
1810 \begin{minipage}[c]{15cm}
1811 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1813 time_t actime; /* access time */
1814 time_t modtime; /* modification time */
1819 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1821 \label{fig:struct_utimebuf}
1824 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1825 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1826 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1827 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1828 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1830 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1831 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1832 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1833 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1834 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1835 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1836 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1837 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1842 \section{Il controllo di accesso ai file}
1843 \label{sec:file_access_control}
1845 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1846 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1847 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1848 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1849 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1850 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1851 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1854 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1855 \label{sec:file_perm_overview}
1857 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1858 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1859 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1860 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1861 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1862 \struct{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1863 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1864 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1865 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1868 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1869 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1870 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1871 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1872 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1873 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1874 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1875 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1876 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1878 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1880 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1881 dall'inglese \textit{write}).
1882 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1883 dall'inglese \textit{execute}).
1885 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1887 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1888 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1890 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1893 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1894 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1895 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1896 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1900 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1901 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1902 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{fstat}.}
1903 \label{fig:file_perm_bit}
1906 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1907 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1908 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1909 \secref{sec:file_suid_sgid} e \secref{sec:file_sticky}); lo schema di
1910 allocazione dei bit è riportato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1912 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1913 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1914 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1915 nuovo \figref{fig:file_stat_struct}).
1917 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1918 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1919 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1920 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1921 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1922 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1923 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1924 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1925 \var{st\_mode} sono riportate in \tabref{tab:file_bit_perm}.
1930 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1932 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1935 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1936 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1937 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1939 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1940 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1941 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1943 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1944 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1945 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1948 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1949 \texttt{<sys/stat.h>}}
1950 \label{tab:file_bit_perm}
1953 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1954 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1955 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1958 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1959 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1960 il pathname; lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1961 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1963 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1964 essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed è distinto dal permesso
1965 di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1967 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1968 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1969 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1970 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1973 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1974 (si veda quanto riportato in \tabref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1975 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1976 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1977 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1979 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1980 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1981 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1982 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1983 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1984 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1985 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1987 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1988 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1989 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1992 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1993 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1994 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1995 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1996 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1997 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1998 \secref{sec:file_sticky}).
2000 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
2001 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
2002 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
2003 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
2004 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
2005 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli gli
2006 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
2007 \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
2008 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
2011 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
2012 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
2013 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
2014 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
2015 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
2016 cui l'utente appartiene.
2018 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
2019 di accesso sono i seguenti:
2021 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
2022 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
2023 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
2025 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
2026 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
2029 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
2030 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
2031 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
2032 impostato, l'accesso è consentito
2033 \item altrimenti l'accesso è negato
2035 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
2036 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
2038 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
2040 \item altrimenti l'accesso è negato
2042 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
2043 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
2046 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
2047 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
2048 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
2049 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
2050 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
2051 tutti gli altri non vengono controllati.
2054 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
2055 \label{sec:file_suid_sgid}
2057 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
2058 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
2059 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
2060 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
2061 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
2062 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
2063 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
2065 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
2066 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
2067 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
2068 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
2069 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
2071 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
2072 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
2073 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
2074 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
2075 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
2076 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
2079 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2080 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
2081 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2082 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2083 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2084 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2085 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2088 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2089 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2090 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2091 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2092 dettaglio in \secref{sec:proc_perms}).
2094 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2095 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2096 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2097 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2098 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2099 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2100 riportati in \tabref{tab:file_mode_flags}.
2102 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2103 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2104 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2105 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
2108 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
2109 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2110 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2111 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
2112 dettaglio più avanti, in \secref{sec:file_mand_locking}).
2115 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
2116 \label{sec:file_sticky}
2118 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2119 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2120 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
2121 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2122 si poteva impostare questo bit.
2124 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
2125 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
2126 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
2127 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
2128 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
2129 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
2130 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
2131 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
2133 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2134 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2135 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2136 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2137 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2139 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
2140 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
2141 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2142 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2143 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2144 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2147 \item l'utente è proprietario del file
2148 \item l'utente è proprietario della directory
2149 \item l'utente è l'amministratore
2151 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2152 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2155 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2157 quindi con lo \textsl{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2158 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2159 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2160 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2161 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2162 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2165 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
2166 \label{sec:file_ownership}
2168 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2169 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2170 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2171 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2172 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2173 \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
2175 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2176 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2177 due diverse possibilità:
2179 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2180 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2183 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2184 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2185 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2186 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2187 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2189 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2190 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2191 partenza, in tutte le sotto-directory.
2193 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2194 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2195 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2196 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2197 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2198 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2201 \subsection{La funzione \func{access}}
2202 \label{sec:file_access}
2204 Come visto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2205 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo; ci
2206 sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID reale
2207 ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e \acr{gid}
2208 relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come accennato in
2209 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
2210 \secref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2212 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2213 \begin{prototype}{unistd.h}
2214 {int access(const char *pathname, int mode)}
2216 Verifica i permessi di accesso.
2218 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2219 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2222 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2223 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2224 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2225 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2226 un filesystem montato in sola lettura.
2228 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2229 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2232 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2233 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2234 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2235 riportate in \tabref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario delle
2236 stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del
2237 file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK}, o
2238 anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si riferisca
2239 ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto sul file a
2240 cui esso fa riferimento.
2242 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2243 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2244 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2245 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2246 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2247 contrario (o di errore) ritorna -1.
2251 \begin{tabular}{|c|l|}
2253 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2256 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2257 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2258 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2259 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2262 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2264 \label{tab:file_access_mode_val}
2267 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2268 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2269 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
2270 permessi per accedere ad un certo file.
2273 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
2274 \label{sec:file_chmod}
2276 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2277 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2278 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2280 \headdecl{sys/types.h}
2281 \headdecl{sys/stat.h}
2283 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2284 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2286 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2287 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2289 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2290 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2292 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2293 proprietario del file o non è zero.
2294 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2296 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2297 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2298 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2301 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2302 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2303 \tabref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2309 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2311 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2314 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
2315 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
2316 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
2318 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2319 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2320 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2321 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2323 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2324 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2325 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2326 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2328 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2329 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2330 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2331 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2334 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2335 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2336 \label{tab:file_permission_const}
2339 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2340 in \tabref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2341 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2342 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2343 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2344 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2345 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in \figref{fig:file_perm_bit}.
2347 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2348 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2349 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2350 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2351 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2353 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2354 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2355 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2356 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2357 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2359 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2360 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2361 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2362 in particolare accade che:
2364 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
2365 l'user-ID effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
2366 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
2368 \item per quanto detto in \secref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
2369 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
2370 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
2371 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
2372 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
2373 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
2374 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
2375 l'user-ID effettivo del processo è zero).
2378 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2379 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2380 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2381 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2382 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2383 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2384 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2385 perdita di questo privilegio.
2387 \subsection{La funzione \func{umask}}
2388 \label{sec:file_umask}
2390 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2391 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2392 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2393 vedremo in \secref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2394 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2395 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2396 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2397 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2399 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2400 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2401 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2402 \secref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2403 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2404 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2405 vedi \figref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2406 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2407 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2408 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2411 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2412 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2413 \begin{prototype}{stat.h}
2414 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2416 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2417 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2419 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2420 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2423 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2424 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2425 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2426 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2427 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2428 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2431 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2432 \label{sec:file_chown}
2434 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2435 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2436 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2439 \headdecl{sys/types.h}
2440 \headdecl{sys/stat.h}
2442 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2443 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2444 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2446 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2447 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2449 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2450 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2452 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2453 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2455 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2456 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2457 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2458 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2461 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2462 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2463 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2464 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2465 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2466 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2468 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2469 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2470 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2471 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2472 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2473 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2474 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2475 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2476 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2478 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2479 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2480 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2481 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2482 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2484 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2485 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2486 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2487 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
2488 %\secref{sec:file_times}).
2491 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2492 \label{sec:file_riepilogo}
2494 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2495 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2496 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2497 da poter fornire un quadro d'insieme.
2499 In \tabref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari bit
2500 per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario,
2501 gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2502 \secref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non ha
2503 alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2508 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2510 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2511 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2512 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2513 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2514 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2516 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2519 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2520 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2521 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2522 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2523 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2524 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2525 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2526 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2527 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2528 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2529 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2530 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2531 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2534 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2536 \label{tab:file_fileperm_bits}
2539 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2540 \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione illustrata anche in
2541 \figref{fig:file_perm_bit}.
2543 In \tabref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2544 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2545 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione
2546 compatta illustrata in \figref{fig:file_perm_bit}.
2551 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2553 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2554 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2555 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2556 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2557 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2559 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2562 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2563 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2564 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2565 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2566 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2567 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2568 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2569 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2570 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2571 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2572 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2573 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2576 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2578 \label{tab:file_dirperm_bits}
2581 Nelle tabelle si è indicato con $-$ il fatto che il valore degli altri bit non
2582 è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2583 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2584 riportato esplicitamente.
2587 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2588 \label{sec:file_chroot}
2590 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2591 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2592 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2595 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una directory
2596 di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe sono
2597 contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2598 \struct{fs\_struct}; vedi \figref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2599 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2600 dal kernel (ed illustrato in \secref{sec:file_organization}), ha per il
2601 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2602 risolti i pathname assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la
2603 risoluzione di un pathname, il kernel usa sempre questa directory come punto
2604 di partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo
2605 apre allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2606 pathname assoluti da parte di un processo cambiando questa directory, così
2607 come si fa coi pathname relativi cambiando la directory di lavoro.
2609 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2610 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2611 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i pathname
2612 assoluti a partire sempre dalla stessa directory, che corrisponde alla
2613 \file{/} del sistema.
2615 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2616 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2617 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2619 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2620 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2623 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2624 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2626 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2628 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2629 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2630 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2632 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2633 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni pathname assoluto usato
2634 dalle funzioni chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo
2635 impossibile accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che
2636 viene chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più
2637 accedere a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2638 \textsl{imprigionato}.
2640 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2641 e la nuova radice, per quanto detto in \secref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2642 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2643 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2646 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2647 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2648 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2649 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando pathname relativi, i
2650 quali, partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot
2651 jail}, potranno (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice
2652 effettiva del filesystem.
2654 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2655 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2656 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2657 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2658 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2659 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2661 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2662 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2663 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2664 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2665 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2666 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2668 %%% Local Variables:
2670 %%% TeX-master: "gapil"