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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco). Tutto quello che
26 riguarda invece la gestione dell'I/O sui file è lasciato al capitolo
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem tradizionalmente più usato con Linux,
39 l'\acr{ext2} ed i suoi successori.
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System~(VFS)}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
103 \itindbeg{pathname~resolution}
105 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
106 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
107 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
108 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
109 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
110 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un
111 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
112 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
113 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
114 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
115 directory in cui il filesystem è stato montato.
117 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
119 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
120 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
121 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
122 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
123 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
124 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
125 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
126 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
128 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
129 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
130 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
131 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
132 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
133 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
134 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
135 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
136 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
137 questo punto verrà inserita nella cache.
139 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
140 (vedi sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}) della corrispondente
141 \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry} iniziale nel
142 \textit{mount point} dello stesso, si avrà comunque un punto di
143 partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa a quel tipo di
144 filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel filesystem, e
145 come vedremo questo farà sì che venga eseguita una \texttt{lookup} adatta per
146 effettuare la risoluzione dei nomi per quel filesystem.
149 \itindend{pathname~resolution}
151 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
152 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
153 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
154 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
155 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
156 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
157 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
158 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
159 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
161 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
162 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
163 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
164 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
165 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
166 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
167 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
168 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
170 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
171 definizione si è riportato un estratto in
172 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
173 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
174 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
175 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
176 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
177 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
180 \footnotesize \centering
181 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
182 \includestruct{listati/inode.h}
185 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
186 \texttt{include/linux/fs.h}).}
187 \label{fig:kstruct_inode}
190 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
191 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
192 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
193 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
194 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
195 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
196 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
197 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
198 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
199 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
201 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
202 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
203 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
204 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
205 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
210 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
212 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
215 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_open_close}).\\
217 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
219 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
220 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
221 \textsl{\code{symlink}}& Crea un collegamento simbolico (vedi
222 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
223 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
227 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
229 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
230 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
231 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
234 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
235 \kstructd{inode\_operation}.}
236 \label{tab:file_inode_operations}
239 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
240 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
241 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
242 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
243 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
244 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
247 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
248 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
249 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
250 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
251 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
252 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
255 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
256 funzione \texttt{open} che invece è citata in
257 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
258 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
259 puntatore \var{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che fornisce
260 detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un file
261 richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo oggetto del
262 VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che viene associata
263 ad ogni file aperto nel sistema. I motivi per cui viene usata una struttura a
264 parte sono diversi, anzitutto, come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd},
265 questa è necessaria per le operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia
266 dei file descriptor. Ogni processo infatti mantiene il riferimento ad una
267 struttura \kstruct{file} per ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che
268 esegue le operazioni di I/O. Inoltre il kernel mantiene un elenco di tutti i
269 file aperti nella \textit{file table} (torneremo su questo in
270 sez.~\ref{sec:file_fd}).
272 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
273 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
274 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
275 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
276 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
277 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
282 \footnotesize \centering
283 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
284 \includestruct{listati/file.h}
287 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
288 \texttt{include/linux/fs.h}).}
289 \label{fig:kstruct_file}
292 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
293 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
294 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
295 \var{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga per
296 i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
297 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
298 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
303 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
305 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
308 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi
309 sez.~\ref{sec:file_open_close}).\\
310 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
311 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
312 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
313 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
315 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
316 (vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).\\
317 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
319 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
320 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
321 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
322 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
323 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
325 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
326 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
327 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
328 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
331 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstructd{file\_operation}.}
332 \label{tab:file_file_operations}
335 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
336 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
337 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
338 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
339 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
340 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
341 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
342 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
344 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
345 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
346 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
347 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
348 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una
349 \textit{fifo}, mentre sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno
350 disponibili i permessi, ma resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system
351 call} per le operazioni sui file possono restare sempre le stesse nonostante
352 le enormi differenze che possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
355 \itindend{Virtual~File~System~(VFS)}
357 % NOTE: documentazione interessante:
358 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
359 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
360 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
364 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
365 \label{sec:file_filesystem}
367 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
368 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
369 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
370 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
371 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
372 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
373 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
374 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
376 \itindbeg{superblock}
378 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
379 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
380 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
381 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
382 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
383 replicato il cosiddetto \textit{superblock}, (la struttura che contiene
384 l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
385 sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
386 per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
387 torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
389 \itindend{superblock}
392 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
393 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
394 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
395 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
396 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
397 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
398 per i dati in essi contenuti.
402 \includegraphics[width=11cm]{img/disk_struct}
403 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
405 \label{fig:file_disk_filesys}
408 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
409 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
410 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
411 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \textit{superblock} e tutti i dati di
412 gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
413 esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
417 \includegraphics[width=11cm]{img/filesys_struct}
418 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
419 \label{fig:file_filesys_detail}
422 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
423 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
424 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
425 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
426 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
427 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
428 opportuno tenere sempre presente che:
433 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
434 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
435 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
436 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
437 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
438 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
439 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
440 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
441 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
442 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
443 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
444 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
446 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
447 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
448 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
449 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
450 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
451 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
452 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
453 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
454 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
455 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}), ed in realtà non
456 cancella affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce
457 da una directory e decrementare il numero di riferimenti
460 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
461 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
462 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
463 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
464 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
465 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
466 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}), a operare su file nel filesystem
469 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
470 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
471 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
472 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
473 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}). Questa
474 operazione non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato
475 che non si opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
477 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
478 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
479 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
480 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
481 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
482 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
483 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
484 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem più
485 sofisticati possono evitare il problema dell'esaurimento degli
486 \textit{inode} riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
492 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
493 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
494 \label{fig:file_dirs_link}
497 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
498 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
499 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
500 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
501 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
503 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
504 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
505 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
506 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
507 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
508 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
509 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
510 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
511 \textit{link count} della directory genitrice.
516 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
517 \label{sec:file_ext2}
519 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
520 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
521 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
522 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
523 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
524 \textit{journaling} con il passaggio ad \acr{ext3}, che probabilmente è ancora
525 il filesystem più diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramenti con il
526 successivo \acr{ext4}. In futuro è previsto che questo debba essere sostituito
527 da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs}, che dovrebbe diventare il
528 filesystem standard di Linux, ma questo al momento è ancora in fase di
529 sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima revisione di
530 questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
532 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
533 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
534 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
535 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
536 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
537 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
538 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
540 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
541 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
544 \item gli attributi estesi (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}) che consentono di
545 estendere le informazioni salvabili come metadati e le ACL (vedi
546 sez.~\ref{sec:file_ACL}) che consentono di estendere il modello tradizionale
547 dei permessi sui file.
548 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
549 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
550 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
551 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
552 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
553 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
554 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
555 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
556 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
557 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
558 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
559 \item il filesystem implementa collegamenti simbolici veloci, in cui il nome
560 del file non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno
561 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
562 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
563 limite è 60 caratteri).
564 \item vengono supportati i cosiddetti \textit{file attributes} (vedi
565 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) che attivano comportamenti specifici per
566 i file su cui vengono attivati come marcarli come immutabili (che possono
567 cioè essere soltanto letti) per la protezione di file di configurazione
568 sensibili, o come \textit{append-only} (che possono essere aperti in
569 scrittura solo per aggiungere dati) per la protezione dei file di log.
572 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
573 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
574 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
575 in gruppi di blocchi.
577 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
578 filesystem (i \textit{superblock} sono quindi ridondati) per una maggiore
579 affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
580 \textit{superblock} principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha
581 inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la
582 distanza fra i dati e la tabella degli \textit{inode}.
586 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
587 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
588 \label{fig:file_ext2_dirs}
592 Le directory sono implementate come una \textit{linked list} con voci di
593 dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene il numero di
594 \textit{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua lunghezza, secondo
595 lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo è possibile
596 implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024 caratteri) senza
597 sprecare spazio disco.
599 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
600 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
601 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
602 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
603 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
604 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
605 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
606 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
607 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
608 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
609 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
610 della scrittura dei dati sul disco.
612 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
613 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
614 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
615 indicizzazione tramite \textit{hash} al posto delle \textit{linked list} che
616 abbiamo illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di
617 directory contenenti un gran numero di file.
619 % TODO (bassa priorità) portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le
620 % problematiche che si possono incontrare (in particolare quelle relative alla
621 % perdita di contenuti in caso di crash del sistema)
622 % TODO (media priorità) trattare btrfs quando sarà usato come stabile
625 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
626 \label{sec:filesystem_mounting}
628 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
629 occorre rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
630 memorizzati. L'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
631 \textsl{montaggio} e per far questo in Linux si usa la funzione di sistema
632 \funcd{mount}, il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione
633 specifica di Linux che usa la omonima \textit{system call} e non è
638 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
640 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
641 \fdesc{Monta un filesystem.}
643 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
644 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
646 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
647 componenti del \textit{pathname}, o si è cercato di montare un filesystem
648 disponibile in sola lettura senza aver specificato \const{MS\_RDONLY} o il
649 device \param{source} è su un filesystem montato con l'opzione
651 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
652 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
653 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
655 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
656 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
657 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
658 \textit{mount point} o di spostarlo quando \param{target} non è un
659 \textit{mount point} o è la radice o si è usato un valore di
660 \param{mountflags} non valido.
661 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \textit{mount point} su
662 una sottodirectory di \param{source} o si sono incontrati troppi
663 collegamenti simbolici nella risoluzione di un nome.
664 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
665 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
667 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
668 configurato nel kernel.
669 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
670 \param{source} quando era richiesto.
671 \item[\errcode{ENXIO}] il \textit{major number} del
672 dispositivo \param{source} è sbagliato.
673 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
675 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
676 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
679 \itindbeg{mount~point}
681 L'uso più comune della funzione è quello di montare sulla directory indicata
682 da \param{target}, detta \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel
683 file di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come
684 daremo per assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o
685 file nel passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi
686 devono essere indicati con la stringa contenente il loro \textit{pathname}.
688 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
689 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del \textit{Virtual
690 File System} è estremamente flessibile e può essere usata anche per oggetti
691 diversi da un disco. Ad esempio usando il \textit{loop device} si può montare
692 un file qualunque (come l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene
693 l'immagine di un filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come
694 \texttt{proc} o \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne
695 contenga i dati che sono generati al volo dal kernel ad ogni lettura, e
696 inviati al kernel ad ogni scrittura (costituiscono quindi un meccanismo di
697 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel).
699 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
700 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
701 riportate nel file \procfilem{/proc/filesystems} che, come accennato in
702 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
703 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
704 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
706 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
707 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
708 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
709 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
710 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
711 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
712 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
713 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
715 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene reso
716 disponibile nella directory specificata come \textit{mount point} ed il
717 precedente contenuto di detta directory viene mascherato dal contenuto della
718 directory radice del filesystem montato. Fino ai kernel della serie 2.2.x non
719 era possibile montare un filesystem se un \textit{mount point} era già in uso,
720 coi kernel successivi è possibile montare più filesystem sullo stesso
721 \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, anche in questo caso vale
722 quanto appena detto, e solo il contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà
723 visibile, mascherando quelli sottostanti.
725 In realtà quella di montare un filesystem è solo una delle operazioni che si
726 possono effettuare con \func{mount}, la funzione infatti è dedicata a tutte le
727 operazioni relative alla gestione del montaggio dei filesystem e dei
728 \textit{mount point}. Ad esempio fin dalle sue origini poteva essere
729 utilizzata per effettuare il rimontaggio di un filesystem con opzioni diverse,
730 ed a partire dal kernel 2.4.x è divenuto possibile usarla per spostare
731 atomicamente un \textit{mount point} da una directory ad un'altra, per montare
732 lo stesso filesystem in diversi \textit{mount point}, per montare una
733 directory su un'altra (il cosiddetto \textit{bind mount}).
735 \itindend{mount~point}
737 Il tipo di operazione compiuto da \func{mount} viene stabilito in base al
738 valore dell'argomento \param{mountflags}, che oltre alla selezione del tipo di
739 operazione da compiere, consente anche di indicare alcune opzioni generiche
740 valide per qualunque filesystem.\footnote{benché queste siano espresse nel
741 comando \cmd{mount} con l'opzione \texttt{-o} esse non vengono impostate nei
742 valori di \param{data}, che serve solo per le opzioni specifiche di ogni
743 filesystem.} Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera
744 binaria e i vari bit che lo compongono, detti anche \textit{mount flags},
745 devono essere impostati con un OR aritmetico dei valori dalle opportune
746 costanti che illustreremo a breve.
748 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit;
749 fino ai kernel della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore
750 riservato che doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore
751 era il \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la costante
752 \constd{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
753 al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un OR
754 aritmetico con la costante \constd{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare solo
755 i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore, sono
756 utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia presente
757 detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene ignorato.
759 Come accennato il tipo di operazione eseguito da \func{mount} viene stabilito
760 in base al contenuto di \param{mountflags}, la scelta viene effettuata
761 controllando nell'ordine:
763 \item se è presente il flag \const{MS\_REMOUNT}, nel qual caso verrà eseguito
764 il rimontaggio del filesystem, con le nuove opzioni indicate da \param{data}
765 e dagli altri flag di \param{mountflags};
766 \item se è presente il flag \const{MS\_BIND}, nel qual caso verrà eseguito un
767 \textit{bind mount} (argomento che tratteremo più avanti);
768 \item se è presente uno fra \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_PRIVATE},
769 \const{MS\_SLAVE}, \const{MS\_UNBINDABLE}, nel qual caso verrà cambiata la
770 modalità di propagazione del montaggio (detti valori sono mutualmente
772 \item se è presente \const{MS\_MOVE}, nel qual caso verrà effettuato uno
773 spostamento del \textit{mount point};
774 \item se nessuno dei precedenti è presente si tratta di una ordinaria
775 operazione di montaggio di un filesystem.
778 Il fatto che questi valori vengano controllati in quest'ordine significa che
779 l'effetto di alcuni di questi flag possono cambiare se usati in combinazione
780 con gli altri che vengono prima nella sequenza (è quanto avviene ad esempio
781 per \const{MS\_BIND} usato con \const{MS\_REMOUNT}). Tratteremo questi
782 \textit{mount flags} speciali per primi, nell'ordine appena illustrato,
783 tornando sugli altri più avanti.
785 Usando il flag \constd{MS\_REMOUNT} si richiede a \func{mount} di rimontare un
786 filesystem già montato cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica
787 (non è cioè necessario smontare e rimontare il filesystem per effettuare il
788 cambiamento). Questa operazione consente di modificare le opzioni del
789 filesystem anche se questo è in uso. Gli argomenti \param{source} e
790 \param{target} devono essere gli stessi usati per il montaggio originale,
791 mentre sia \param{data} che \param{mountflags} conterranno le nuove opzioni,
792 \param{filesystemtype} viene ignorato. Perché l'operazione abbia successo
793 occorre comunque che il cambiamento sia possibile (ad esempio non sarà
794 possibile rimontare in sola lettura un filesystem su cui sono aperti file per
795 la lettura/scrittura).
797 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
798 essere modificata (ma si dovranno rielencare tutte quelle volute), mentre con
799 \param{mountflags} possono essere modificate solo alcune opzioni generiche:
800 \const{MS\_LAZYTIME}, \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_NOATIME},
801 \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NODIRATIME}, \const{MS\_NOEXEC},
802 \const{MS\_NOSUID}, \const{MS\_RELATIME}, \const{MS\_RDONLY},
803 \const{MS\_STRICTATIME} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}. Inoltre dal kernel 3.17 il
804 comportamento relativo alle opzioni che operano sui tempi di ultimo accesso
805 dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) è cambiato e se non si è
806 indicato nessuno dei vari \texttt{MS\_*ATIME} vengono mantenute le
807 impostazioni esistenti anziché forzare l'uso di \const{MS\_RELATIME}.
809 \itindbeg{bind~mount}
811 Usando il flag \constd{MS\_BIND} si richiede a \func{mount} di effettuare un
812 cosiddetto \textit{bind mount}, l'operazione che consente di montare una
813 directory di un filesystem in un'altra directory. L'opzione è disponibile a
814 partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso verranno presi in
815 considerazione solo gli argomenti \param{source}, che stavolta indicherà la
816 directory che si vuole montare e non un file di dispositivo, e \param{target}
817 che indicherà la directory su cui verrà effettuato il \textit{bind mount}. Gli
818 argomenti \param{filesystemtype} e \param{data} vengono ignorati.
820 Quello che avviene con questa operazione è che in corrispondenza del
821 \textit{pathname} indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode} di
822 \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
823 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
824 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem, ogni
825 modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
826 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi \textit{inode}.
828 Dal punto di vista del VFS l'operazione è analoga al montaggio di un
829 filesystem proprio nel fatto che anche in questo caso si inserisce in
830 corrispondenza della \textit{dentry} di \texttt{target} un diverso
831 \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della radice del
832 filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una directory già
835 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
836 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
837 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla porzione
838 di albero che sta sotto \param{source} qualora in una sottodirectory di
839 quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In tal caso infatti nella
840 porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe il contenuto del nuovo
841 filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre sotto \param{target} ci
842 sarebbe il contenuto presente nel filesystem originale.
844 L'unico altro \textit{mount flag} usabile direttamente con \const{MS\_BIND} è
845 \const{MS\_REC} che consente di eseguire una operazione di \textit{bind mount}
846 ricorsiva, in cui sotto \param{target} vengono montati ricorsivamente anche
847 tutti gli eventuali ulteriori \textit{bind mount} già presenti sotto
850 E' però possibile, a partire dal kernel 2.6.26, usare questo flag insieme a
851 \const{MS\_REMOUNT}, nel qual caso consente di effettuare una modifica delle
852 opzioni di montaggio del \textit{bind mount} ed in particolare effettuare il
853 cosiddetto \textit{read-only bind mount} in cui viene onorata anche la
854 presenza aggiuntiva del flag \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che
855 l'accesso ai file sotto \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola
856 lettura, mantenendo il normale accesso in lettura/scrittura sotto
859 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti presenti
860 per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
861 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) con la possibilità di fare riferimento
862 alla porzione dell'albero dei file di un filesystem presente a partire da una
863 certa directory utilizzando una qualunque altra directory, anche se questa sta
864 su un filesystem diverso.\footnote{e non c'è neanche il problema di non esser
865 più in grado di cancellare un \textit{hard link} ad una directory sullo
866 stesso filesystem (vedi sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}), per cui su
867 Linux questi non sono possibili, dato che in questo caso per la rimozione
868 del collegamento basta smontare \param{target}.} Si può così fornire una
869 alternativa all'uso dei collegamenti simbolici (di cui parleremo in
870 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) che funziona correttamente anche
871 all'intero di un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
872 sez.~\ref{sec:file_chroot}).
874 \itindend{bind~mount}
875 \itindbeg{shared~subtree}
877 I quattro flag \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
878 \const{MS\_UNBINDABLE} sono stati introdotti a partire dal kernel 2.6.15 per
879 realizzare l'infrastruttura dei cosiddetti \textit{shared subtree}, che
880 estendono le funzionalità dei \textit{bind mount}. La funzionalità nasce
881 dalle esigenze di poter utilizzare a pieno le funzionalità di isolamento
882 fornite dal kernel per i processi (i \textit{namespace}, che tratteremo in
883 sez.~\ref{sec:process_namespaces}) in particolare per quanto riguarda la
884 possibilità di far avere ad un processo una visione ristretta dei filesystem
885 montati (il \textit{mount namespace}), ma l'applicazione è comunque rilevante
886 anche con un classico \textit{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).
890 Abbiamo visto come nella modalità ordinaria in cui si esegue un
891 \textit{bind mount} sotto \param{target} compaia lo stesso ramo di albero dei
892 file presente sotto \param{source}, ma limitato a quanto presente nel
893 filesystem di \param{source}; i risultati di un eventuale
894 ``\textit{submount}'' effettuato all'interno di \param{source} non saranno
895 visibili. Ed anche se quelli presenti al momento dell'uso di \const{MS\_BIND}
896 possono essere riottenuti usando \const{MS\_REC}, ogni eventuale
897 ``\textit{submount}'' successivo (che avvenga sotto \param{source} o sotto
898 \param{target}) resterà ``\textsl{privato}'' al ramo di albero su cui è
902 \itindbeg{mount peer group}
904 Ci sono casi però in cui può risultare utile che eventuali
905 ``\textit{submount}'' siano visibili sui rami di albero presenti al di sotto
906 di tutte le directory coinvolte in un \textit{bind mount}, anche se effettuati
907 in un secondo tempo. Per poter ottenere questa funzionalità i
908 \textit{bind mount} sono stati estesi introducendo i \textit{mount peer
909 group}, che consentono di raggrupparli in modo da poter inviare a ciascuno
910 di essi tutti gli eventi relativi a montaggi o smontaggi effettuati al loro
911 interno ed avere sempre una propagazione degli stessi che li renda coerenti.
913 Quando si effettua un montaggio ordinario, o si esegue un \textit{bind mount},
914 di default non viene utilizzato nessun \textit{mount peer group} ed il
915 \textit{mount point} viene classificato come ``\textsl{privato}'', nel senso
916 che abbiamo appena visto. Si può però marcare un \textit{mount point} come
917 ``\textsl{condiviso}'', ed in questo modo esso verrà associato ad un
918 \textit{mount peer group} insieme a tutti gli altri ulteriori \textit{mount
919 point} per i quali sia stato eseguito un \textit{bind mount}. Questo fa sì
920 che tutte le volte che si effettua un montaggio o uno smontaggio all'interno
921 di uno qualunque dei \textit{mount point} del gruppo, questo venga propagato
922 anche su tutti gli altri e sotto tutti sia visibile sempre lo stesso ramo di
925 A completare l'infrastruttura degli \textit{shared subtree} sono state
926 previste due ulteriori funzionalità: la prima è quella di marcare un
927 \textit{mount point} come ``\textit{slave}'', in tal caso le operazioni di
928 montaggio e smontaggio effettuate al suo interno non verranno più propagate
929 agli altri membri del \textit{mount peer group} di cui fa parte, ma continuerà
930 a ricevere quelle eseguite negli altri membri.
932 La seconda funzionalità è quella di marcare un \textit{mount point} come
933 ``\textit{unbindable}''; questo anzitutto impedirà che possa essere usato come
934 sorgente di un \textit{bind mount} ed inoltre lo renderà privato, con la
935 conseguenza che quando è presente all'interno di altri \textit{bind mount},
936 all'interno di questi si vedrà solo il contenuto originale e non quello
937 risultante da eventuali ulteriori montaggi effettuati al suo interno.
939 \itindend{mount peer group}
941 I \textit{mount flag} che controllano le operazioni relative agli
942 \textit{shared subtree} sono descritti nella lista seguente. Si ricordi che
943 sono mutuamente esclusivi, e compatibili solo con l'uso degli ulteriori flag
944 \const{MS\_REC} (che applica ricorsivamente l'operazione a tutti gli eventuali
945 \textit{mount point} sottostanti) e \const{MS\_SILENT}; in tutti gli altri
946 casi \func{mount} fallirà con un errore di \errval{EINVAL}. L'unico altro
947 argomento che deve essere specificato quando li si usano è \param{target};
948 \param{source}, \param{data} e \param{filesystem} sono ignorati.
950 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.9cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
952 \item[\constd{MS\_PRIVATE}] Marca un \textit{mount point} come \textit{private
953 mount}. Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre
954 opzioni dell'interfaccia, ogni \textit{mount point} è privato. Ogni
955 \textit{bind mount} ottenuto da un \textit{mount point} privato si comporta
956 come descritto nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo flag
957 principalmente per revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare il
958 comportamento a quello ordinario.
960 \item[\constd{MS\_SHARED}] Marca un \textit{mount point} come \textit{shared
961 mount}. Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi
962 \textit{bind mount} ottenuti da un \textit{mount point} così marcato siano
963 di tipo \textit{shared} e vengano inseriti nello stesso \textit{mount peer
964 group} in modo da ``\textsl{condividere}'' ogni ulteriore operazione di
965 montaggio o smontaggio. Con questa opzione le operazioni di montaggio e
966 smontaggio effettuate al di sotto di uno \textit{shared mount} vengono
967 automaticamente ``\textsl{propagate}'' a tutti gli altri membri del
968 \textit{mount peer group} di cui fa parte, in modo che la sezione di albero
969 dei file visibile al di sotto di ciascuno di essi sia sempre la stessa.
971 \item[\constd{MS\_SLAVE}] Marca un \textit{mount point} come \textit{slave
972 mount}. Se il \textit{mount point} è parte di un \textit{mount peer group}
973 esso diventerà di tipo \textit{slave}: le operazioni di montaggio e
974 smontaggio al suo interno non verranno più propagate agli altri membri del
975 gruppo, ma continuerà a ricevere quelle eseguite negli altri membri. Se non
976 esistono altri membri nel gruppo il \textit{mount point} diventerà privato,
977 negli altri casi non subirà nessun cambiamento.
979 \item[\constd{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \textit{mount point} come
980 \textit{unbindable mount}. Un \textit{mount point} marcato in questo modo
981 non può essere usato per un \textit{bind mount} del suo contenuto. Si
982 comporta cioè come allo stesso modo di un \textit{mount point} ordinario di
983 tipo \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua
984 sottodirectory (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere
985 utilizzata come sorgente di un \textit{bind mount}.
988 \itindend{shared~subtree}
990 L'ultimo \textit{mount flag} che controlla una modalità operativa di
991 \func{mount} è \constd{MS\_MOVE}, che consente di effettuare lo spostamento
992 del \textit{mount point} di un filesystem. La directory del \textit{mount
993 point} originale deve essere indicata nell'argomento \param{source}, e la
994 sua nuova posizione nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti
995 della funzione vengono ignorati.
997 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente sotto
998 \param{source} sarà immediatamente visibile sotto \param{target}. Non esiste
999 cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
1000 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
1001 \textit{pathname} relativi all'interno del filesystem non possa fallire.
1003 Elenchiamo infine i restanti \textit{mount flag}, il cui utilizzo non attiene
1004 alle operazioni di \func{mount}, ma soltanto l'impostazione di opzioni
1005 generiche relative al funzionamento di un filesystem e che vengono per lo più
1006 utilizzati solo in fase di montaggio:
1008 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
1009 \item[\constd{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
1010 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
1011 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
1012 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
1013 impostarla a livello di singole directory o per i sotto-rami di una directory
1014 con il comando \cmd{chattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
1015 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_fcntl_ioctl}).}
1017 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
1018 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
1019 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
1020 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
1021 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
1023 \item[\constd{MS\_LAZYTIME}] Modifica la modalità di registrazione di tempi
1024 dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per ridurre al massimo gli
1025 accessi a disco (particolarmente utile per i portatili). Attivandolo i tempi
1026 dei file vengono mantenuti in memoria e vengono salvati su disco solo in
1027 quattro casi: quando c'è da eseguire un aggiornamento dei dati
1028 dell'\textit{inode} per altri motivi, se viene usata una delle funzioni di
1029 sincronizzazione dei dati su disco (vedi sez.~\ref{sec:file_sync}), se
1030 l'\textit{inode} viene rimosso dalla memoria, o se è passato un giorno
1031 dall'ultima registrazione. Introdotto a partire dal kernel 4.0.
1033 In questo modo si possono ridurre significativamente le scritture su disco
1034 mantenendo tutte le informazioni riguardo ai tempi dei file, riducendo anche
1035 l'impatto dell'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Il costo da pagare è il
1036 rischio, in caso di crash del sistema, di avere dati vecchi fino a 24 ore
1037 per quel che riguarda i tempi dei file.
1039 \item[\constd{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
1040 (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file del filesystem. Per poterlo
1041 utilizzare effettivamente però esso dovrà essere comunque attivato
1042 esplicitamente per i singoli file impostando i permessi come illustrato in
1043 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
1045 \item[\constd{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
1046 dell'\textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
1047 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento dell'\textit{access time} è
1048 una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
1049 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
1050 disco, questa opzione consente di disabilitarla completamente. La soluzione
1051 può risultare troppo drastica dato che l'informazione viene comunque
1052 utilizzata da alcuni programmi, per cui nello sviluppo del kernel sono state
1053 introdotte altre opzioni che forniscono soluzioni più appropriate e meno
1056 \item[\constd{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
1057 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
1058 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
1059 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
1060 che le convenzioni del \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard}
1061 richiedono che questi siano mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
1063 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
1064 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
1065 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
1066 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
1067 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
1068 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentirebbero
1069 di accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
1071 \item[\constd{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
1072 l'aggiornamento dell'\textit{access time} (vedi
1073 sez.~\ref{sec:file_file_times}) ma soltanto per le directory. Costituisce
1074 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
1075 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
1076 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
1078 \item[\constd{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
1079 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
1080 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
1081 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
1083 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
1084 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
1085 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
1086 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
1087 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
1088 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
1089 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
1090 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
1091 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
1092 dall'amministratore.}
1094 \item[\constd{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
1095 dei permessi \acr{suid} e \acr{sgid} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm})
1096 eventualmente presenti sui file in esso contenuti. L'opzione viene usata
1097 come misura di precauzione per rendere inefficace l'effetto di questi bit
1098 per filesystem in cui non ci dovrebbero essere file dotati di questi
1101 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
1102 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
1103 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
1104 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
1105 eseguibile con il bit \acr{suid} attivo e di proprietà dell'amministratore o
1106 di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo per conto di
1109 \item[\constd{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
1110 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
1111 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
1112 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
1113 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
1114 modalità. Si tenga presente che se non viene indicato il filesystem verrà
1115 montato, o rimontato nel caso lo si usi con \const{MS\_REMOUNT}, in
1116 lettura/scrittura; questo significa in sostanza che non esiste una opzione
1117 separata per indicare il montaggio in lettura/scrittura.
1119 \item[\constd{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \textit{mount point}
1120 presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato gli effetti della
1121 opzione degli \textit{shared subtree} associata. In questo caso l'argomento
1122 \param{target} deve fare riferimento ad un \textit{mount point} e tutti gli
1123 altri argomenti sono ignorati, ed il flag deve essere indicato con uno fra
1124 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
1125 \const{MS\_UNBINDABLE}. Può anche essere usato con \const{MS\_BIND} per
1126 richiedere il montaggio ricorsivo anche degli eventuali ulteriori
1127 \textit{bind mount} presenti sotto \param{target}.
1129 \item[\constd{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento
1130 dell'\textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
1131 antecedente il valore corrente del \textit{modification time} o del
1132 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
1133 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
1134 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
1135 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
1136 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
1137 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
1138 vecchio di un giorno.
1140 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
1141 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
1142 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
1143 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
1144 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
1145 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
1146 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
1147 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
1148 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
1150 \item[\constd{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
1151 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
1152 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
1153 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
1154 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
1156 \item[\constd{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1157 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1158 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1159 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1160 \const{MS\_RELATIME}.
1162 \item[\constd{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1163 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1164 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1165 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open_close}).
1167 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1168 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1169 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1170 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1171 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1172 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1176 % NOTE: per l'opzione \texttt{lazytime} introdotta con il kernel 4.0,
1177 % vedi http://lwn.net/Articles/621046/
1179 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1180 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1181 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1182 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1184 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1192 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1193 ``\textsl{smontarlo}'' usando la funzione di sistema \funcd{umount}, il cui
1198 \fdecl{umount(const char *target)}
1199 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1201 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1202 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1204 \item[\errcode{EBUSY}] il filesystem è occupato.
1205 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \textit{mount point}.
1206 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di
1207 amministratore.\footnotemark
1209 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1210 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} nel loro significato generico. }
1213 \footnotetext{più precisamente la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, vedi
1214 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
1216 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1217 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1218 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1219 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1220 quanto a partire dai kernel della serie 2.4.x è possibile montare lo stesso
1221 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
1222 sullo stesso \textit{mount point} viene smontato quello che è stato montato
1223 per ultimo. Si tenga presente che la funzione fallisce se il filesystem è
1224 ``\textsl{occupato}'', cioè quando ci sono ancora dei file aperti sul
1225 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro (vedi
1226 sez.~\ref{sec:file_work_dir}) di un qualunque processo o il \textit{mount
1227 point} di un altro filesystem.
1229 Linux provvede inoltre una seconda funzione di sistema, \funcd{umount2}, che
1230 consente un maggior controllo delle operazioni, come forzare lo smontaggio di
1231 un filesystem anche quando questo risulti occupato; il suo prototipo è:
1235 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1236 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1238 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1239 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1241 \item[\errcode{EAGAIN}] si è chiamata la funzione con \const{MNT\_EXPIRE}
1242 ed il filesystem non era occupato.
1243 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
1244 processo, o contiene dei file aperti, o un altro \textit{mount point}.
1245 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \textit{mount point} o si
1246 è usato \const{MNT\_EXPIRE} con \const{MNT\_FORCE} o
1247 \const{MNT\_DETACH} o si è specificato un flag non esistente.
1249 e tutti gli altri valori visti per \func{umount} con lo stesso significato.}
1252 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria dei flag che controllano le
1253 modalità di smontaggio, che deve essere specificato con un OR aritmetico delle
1254 costanti illustrate in tab.~\ref{tab:umount2_flags}. Specificando
1255 \constd{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem anche se è
1256 occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A seconda
1257 del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate, evitando
1258 l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio viene
1259 eseguita una sincronizzazione dei dati.
1264 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1266 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione}\\
1269 \const{MNT\_FORCE} & Forza lo smontaggio del filesystem anche se questo è
1270 occupato (presente dai kernel della serie 2.2).\\
1271 \const{MNT\_DETACH} & Esegue uno smontaggio ``\textsl{pigro}'', in cui si
1272 blocca l'accesso ma si aspetta che il filesystem si
1273 liberi (presente dal kernel 2.4.11 e dalla
1274 \acr{glibc} 2.11).\\
1275 \const{MNT\_EXPIRE} & Se non occupato marca un \textit{mount point} come
1276 ``\textsl{in scadenza}'' in modo che ad una
1277 successiva chiamata senza utilizzo del filesystem
1278 questo venga smontato (presente dal
1279 kernel 2.6.8 e dalla \acr{glibc} 2.11).\\
1280 \const{UMOUNT\_NOFOLLOW}& Non dereferenzia \param{target} se questo è un
1281 collegamento simbolico (vedi
1282 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) evitando
1283 problemi di sicurezza (presente dal kernel
1287 \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{flags}
1288 della funzione \func{umount2}.}
1289 \label{tab:umount2_flags}
1292 Con l'opzione \constd{MNT\_DETACH} si richiede invece uno smontaggio
1293 ``\textsl{pigro}'' (o \textit{lazy umount}) in cui il filesystem diventa
1294 inaccessibile per i nuovi processi subito dopo la chiamata della funzione, ma
1295 resta accessibile per quelli che lo hanno ancora in uso e non viene smontato
1296 fintanto che resta occupato.
1298 Con \constd{MNT\_EXPIRE}, che non può essere specificato insieme agli altri
1299 due, si marca il \textit{mount point} di un filesystem non occupato come
1300 ``\textsl{in scadenza}'', in tal caso \func{umount2} ritorna con un errore di
1301 \errcode{EAGAIN}, mentre in caso di filesystem occupato si sarebbe ricevuto
1302 \errcode{EBUSY}. Una volta marcato, se nel frattempo non viene fatto nessun
1303 uso del filesystem, ad una successiva chiamata con \const{MNT\_EXPIRE} questo
1304 verrà smontato. Questo flag consente di realizzare un meccanismo che smonti
1305 automaticamente i filesystem che restano inutilizzati per un certo periodo di
1308 Infine il flag \constd{UMOUNT\_NOFOLLOW} non dereferenzia \param{target} se
1309 questo è un collegamento simbolico (vedi
1310 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}). Questa è una misura di sicurezza
1311 introdotta per evitare, per quei filesystem per il quale è prevista una
1312 gestione diretta da parte degli utenti, come quelli basati su \itindex{FUSE}
1313 FUSE,\footnote{il \textit{Filesystem in USEr space} (FUSE) è una delle più
1314 interessanti applicazioni del VFS che consente, tramite un opportuno modulo,
1315 di implementarne le funzioni in \textit{user space}, così da rendere
1316 possibile l'implementazione di un qualunque filesystem (con applicazioni di
1317 grande interesse come il filesystem cifrato \textit{encfs} o il filesystem
1318 di rete \textit{sshfs}) che possa essere usato direttamente per conto degli
1319 utenti.} che si possano passare ai programmi che effettuano lo smontaggio
1320 dei filesystem, che in genere sono privilegiati ma consentono di agire solo
1321 sui propri \textit{mount point}, dei collegamenti simbolici che puntano ad
1322 altri \textit{mount point}, ottenendo così la possibilità di smontare
1323 qualunque filesystem.
1326 Altre due funzioni di sistema specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano
1327 anche su BSD, ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera
1328 diretta informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file,
1329 sono \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1333 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1334 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1335 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1337 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1338 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1340 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato
1341 non supporta la funzione.
1342 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1343 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1344 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1345 significato generico.}
1348 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1349 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato con un
1350 \textit{pathname} per \func{statfs} e con un file descriptor (vedi
1351 sez.~\ref{sec:file_fd}) per \func{statfs}. Le informazioni vengono restituite
1352 all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita come in
1353 fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in
1354 esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type} sono definiti
1355 per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti del kernel da
1356 costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in genere è il nome
1357 del filesystem stesso.
1359 \begin{figure}[!htb]
1360 \footnotesize \centering
1361 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
1362 \includestruct{listati/statfs.h}
1365 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1366 \label{fig:sys_statfs}
1369 \conffilebeg{/etc/mtab}
1371 La \acr{glibc} provvede infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1372 file \conffiled{/etc/fstab}\footnote{più precisamente \funcm{setfsent},
1373 \funcm{getfsent}, \funcm{getfsfile}, \funcm{getfsspec}, \funcm{endfsent}.}
1374 ed \conffile{/etc/mtab}\footnote{più precisamente \funcm{setmntent},
1375 \funcm{getmntent},\funcm{getmntent\_r}, \funcm{addmntent},\funcm{endmntent},
1376 \funcm{hasmntopt}.} che convenzionalmente sono usati in quasi tutti i
1377 sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le informazioni riguardo ai
1378 filesystem da montare e a quelli correntemente montati. Le funzioni servono a
1379 leggere il contenuto di questi file in opportune strutture \structd{fstab} e
1380 \structd{mntent}, e, nel caso di \conffile{/etc/mtab}, per inserire e
1381 rimuovere le voci presenti nel file.
1383 In generale si dovrebbero usare queste funzioni, in particolare quelle
1384 relative a \conffile{/etc/mtab}, quando si debba scrivere un programma che
1385 effettua il montaggio di un filesystem. In realtà in questi casi è molto più
1386 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}. Inoltre l'uso stesso
1387 di \conffile{/etc/mtab} è considerato una pratica obsoleta, in quanto se non
1388 aggiornato correttamente (cosa che è impossibile se la radice è montata in
1389 sola lettura) il suo contenuto diventa fuorviante.
1391 Per questo motivo il suo utilizzo viene deprecato ed in molti casi viene già
1392 oggi sostituito da un collegamento simbolico a \procfile{/proc/mounts}, che
1393 contiene una versione degli stessi contenuti (vale a dire l'elenco dei
1394 filesystem montati) generata direttamente dal kernel, e quindi sempre
1395 disponibile e sempre aggiornata. Per questo motivo tralasceremo la
1396 trattazione, di queste funzioni, rimandando al manuale della \acr{glibc}
1397 \cite{GlibcMan} per la documentazione completa.
1399 \conffileend{/etc/mtab}
1401 % TODO (bassa priorità) scrivere delle funzioni (getfsent e getmntent &C)
1402 % TODO (bassa priorità) documentare ? swapon e swapoff (man 2 ...)
1406 \section{La gestione di file e directory}
1407 \label{sec:file_dir}
1409 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione dei nomi
1410 file e directory, per la creazione di collegamenti simbolici e diretti, per la
1411 gestione e la lettura delle directory. In particolare ci soffermeremo sulle
1412 conseguenze che derivano dalla architettura di un filesystem unix-like
1413 illustrata in sez.~\ref{sec:file_filesystem} per quanto attiene il
1414 comportamento e gli effetti delle varie funzioni. Tratteremo infine la
1415 directory di lavoro e le funzioni per la gestione di file speciali e
1419 \subsection{La gestione dei nomi dei file}
1420 \label{sec:link_symlink_rename}
1422 % \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1423 % \label{sec:file_link}
1425 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1426 dei nomi alternativi, come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di
1427 Windows o i nomi logici del VMS, che permettono di fare riferimento allo
1428 stesso file chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1429 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove un nome alternativo viene
1430 usualmente chiamato ``\textsl{collegamento}'' (o \textit{link}). Data
1431 l'architettura del sistema riguardo la gestione dei file vedremo però che ci
1432 sono due metodi sostanzialmente diversi per fare questa operazione.
1434 \itindbeg{hard~link}
1435 \index{collegamento!diretto|(}
1437 In sez.~\ref{sec:file_filesystem} abbiamo spiegato come la capacità di
1438 chiamare un file con nomi diversi sia connaturata con l'architettura di un
1439 filesystem per un sistema Unix, in quanto il nome del file che si trova in una
1440 directory è solo un'etichetta associata ad un puntatore che permette di
1441 ottenere il riferimento ad un \textit{inode}, e che è quest'ultimo che viene
1442 usato dal kernel per identificare univocamente gli oggetti sul filesystem.
1444 Questo significa che fintanto che si resta sullo stesso filesystem la
1445 realizzazione di un \textit{link} è immediata: uno stesso file può avere tanti
1446 nomi diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso
1447 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1448 diverse. Si noti anche come nessuno di questi nomi possa assumere una
1449 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1450 fanno comunque riferimento allo stesso \textit{inode} e quindi tutti
1451 otterranno lo stesso file.
1453 Quando si vuole aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad
1454 un file già esistente come appena descritto, per ottenere quello che viene
1455 denominato ``\textsl{collegamento diretto}'' (o \textit{hard link}), si deve
1456 usare la funzione di sistema \funcd{link}, il cui prototipo è:
1460 \fdecl{int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1461 \fdesc{Crea un nuovo collegamento diretto (\textit{hard link}).}
1463 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1464 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1466 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1468 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi collegamenti al file \param{oldpath}
1469 (il numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1470 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1471 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1472 \param{newpath} non supporta i collegamenti diretti, è una directory o per
1473 \param{oldpath} non si rispettano i criteri per i \textit{protected
1474 hardlink}.\footnotemark
1475 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1476 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso
1477 \textit{mount point}.
1478 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT},
1479 \errval{EIO}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1480 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EROFS} nel loro
1481 significato generico.}
1484 \footnotetext{i \textit{protected hardlink} sono una funzionalità di
1485 protezione introdotta con il kernel 3.16 (si veda
1486 sez.~\ref{sec:procadv_security_misc} per i dettagli) che limita la capacità
1487 di creare un \textit{hard link} ad un file qualunque.}
1489 La funzione crea in \param{newpath} un collegamento diretto al file indicato
1490 da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo collegamento
1491 diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare la voce
1492 specificata da \param{newpath} nella directory corrispondente e l'unica
1493 proprietà del file che verrà modificata sarà il numero di riferimenti al file
1494 (il campo \var{i\_nlink} della struttura \kstruct{inode}, vedi
1495 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}) che verrà aumentato di uno. In questo modo lo
1496 stesso file potrà essere acceduto sia con \param{newpath} che
1497 con \param{oldpath}.
1499 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1500 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \textit{pathname} sono
1501 nello stesso filesystem ed inoltre esso deve supportare gli \textit{hard link}
1502 (il meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
1503 Windows). In realtà la funzione ha un ulteriore requisito, e cioè che non solo
1504 che i due file siano sullo stesso filesystem, ma anche che si faccia
1505 riferimento ad essi all'interno dello stesso \textit{mount point}.\footnote{si
1506 tenga presente infatti, come detto in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting},
1507 che a partire dal kernel 2.4 uno stesso filesystem può essere montato più
1508 volte su directory diverse.}
1509 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1510 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1511 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1512 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1513 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi fig.~\ref{fig:file_link_loop})
1514 la cui rimozione diventerebbe piuttosto complicata.\footnote{occorrerebbe
1515 infatti eseguire il programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem, perché
1516 in caso di \textit{loop} la directory non potrebbe essere più svuotata,
1517 contenendo comunque se stessa, e quindi non potrebbe essere rimossa.}
1519 Data la pericolosità di questa operazione, e visto che i collegamenti
1520 simbolici (che tratteremo a breve) ed i \textit{bind mount} (già visti in
1521 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}) possono fornire la stessa funzionalità
1522 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1523 disabilitata, e al tentativo di creare un collegamento diretto ad una
1524 directory la funzione \func{link} restituisce sempre l'errore \errcode{EPERM}.
1526 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1527 \textit{hard link} ad un collegamento simbolico. In questo caso lo standard
1528 POSIX.1-2001 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento
1529 sia effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un
1530 errore qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il
1531 comportamento iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie
1532 2.0.x\footnote{per la precisione il comportamento era quello previsto dallo
1533 standard POSIX fino al kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente
1534 ripristinato anche durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al
1535 comportamento attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1536 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1537 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato nei
1538 confronti del collegamento simbolico, e non del file cui questo punta. La
1539 revisione POSIX.1-2008 lascia invece il comportamento dipendente
1540 dall'implementazione, cosa che rende Linux conforme a questa versione
1541 successiva dello standard.
1543 \itindbeg{symbolic~link}
1544 \index{collegamento!simbolico|(}
1546 La ragione di questa differenza rispetto al vecchio standard, presente anche
1547 in altri sistemi unix-like, è dovuta al fatto che un collegamento simbolico
1548 può fare riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i
1549 quali l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire
1550 il collegamento simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella
1551 progettazione dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento
1552 adottato da Linux sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un
1553 collegamento simbolico, perché la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard
1554 link} verrebbe creato verso la destinazione. Invece evitando di seguire lo
1555 standard l'operazione diventa possibile, ed anche il comportamento della
1556 funzione risulta molto più comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole
1557 creare un \textit{hard link} rispetto alla destinazione di un collegamento
1558 simbolico è sempre possibile farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che
1559 questo comportamento possa causare problemi, come nell'esempio descritto
1560 nell'articolo citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano
1561 questa differenza rispetto allo standard POSIX.}
1563 Dato che \func{link} crea semplicemente dei nomi che fanno riferimenti agli
1564 \textit{inode}, essa può funzionare soltanto per file che risiedono sullo
1565 stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo
1566 visto che in Linux non è consentito eseguire un collegamento diretto ad una
1569 Per ovviare a queste limitazioni, come accennato all'inizio, i sistemi
1570 unix-like supportano un'altra forma di collegamento, detta
1571 ``\textsl{collegamento simbolico}'' (o anche \textit{soft link} o
1572 \textit{symbolic link}). In questo caso si tratta, come avviene in altri
1573 sistemi operativi, di file speciali che contengono semplicemente il
1574 riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è possibile
1575 effettuare \textit{link} anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1576 filesystem che non supportano i collegamenti diretti, a delle directory, ed
1577 anche a file che non esistono ancora.
1579 \itindend{hard~link}
1580 \index{collegamento!diretto|)}
1582 Il meccanismo funziona in quanto i \textit{symbolic link} sono riconosciuti
1583 come tali dal kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1584 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'\textit{inode}
1585 e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
1586 \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} e tutta una serie di
1587 funzioni di sistema (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come
1588 argomento il \textit{pathname} di un collegamento simbolico vanno
1589 automaticamente ad operare sul file da esso specificato. La funzione di
1590 sistema che permette di creare un nuovo collegamento simbolico è
1591 \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1595 \fdecl{int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1596 \fdesc{Crea un nuovo collegamento simbolico (\textit{symbolic link}).}
1598 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1599 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1601 \item[\errcode{EACCES}] o non si hanno i permessi sulla directory in cui
1602 creare il \textit{link}.
1603 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1604 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1605 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1606 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1607 supporta i collegamenti simbolici.
1608 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1610 \end{errlist} ed inoltre \errval{EDQUOT}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
1611 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC} e
1612 \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
1616 La funzione crea un nuovo collegamento simbolico \param{newpath} che fa
1617 riferimento ad \param{oldpath}. Si tenga presente che la funzione non
1618 effettua nessun controllo sull'esistenza di un file di nome \param{oldpath},
1619 ma si limita ad inserire il \textit{pathname} nel collegamento
1620 simbolico. Pertanto un collegamento simbolico può anche riferirsi ad un file
1621 che non esiste ed in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1622 \itindex{dangling~link} \textit{dangling link}, letteralmente un
1623 \index{collegamento!ciondolante} ``\textsl{collegamento ciondolante}''. Ad
1624 esempio possiamo usare il comando \cmd{ln} per creare un collegamento
1625 simbolico nella nostra directory con:
1627 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{ln -s /tmp/tmp_file symlink}
1630 e questo avrà successo anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste:
1632 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{ls symlink}
1636 ma questo può generare confusione, perché accedendo in lettura a
1637 \file{symlink}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1639 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{cat symlink}
1640 cat: symlink: No such file or directory
1643 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che \cmd{ls} ci ha mostrato in
1644 precedenza l'esistenza di \file{symlink}. Se invece andassimo a scrivere su
1645 \file{symlink}, l'effetto sarebbe quello di ottenere la creazione di
1646 \file{/tmp/tmp\_file} (che a quel punto verrebbe creato) senza errori.
1648 Come accennato i collegamenti simbolici sono risolti automaticamente dal
1649 kernel all'invocazione delle varie \textit{system call}. In
1650 tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si è riportato un elenco dei comportamenti
1651 delle varie funzioni di sistema che operano sui file nei confronti della
1652 risoluzione dei collegamenti simbolici, specificando quali li seguono e quali
1653 invece possono operare direttamente sui loro contenuti.
1657 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1659 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1662 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1663 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1664 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1665 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1666 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1667 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1668 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1669 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1670 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1671 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1672 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1673 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1674 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1675 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1676 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1677 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1678 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1679 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1680 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1681 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1682 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1685 \caption{Uso dei collegamenti simbolici da parte di alcune funzioni.}
1686 \label{tab:file_symb_effect}
1689 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1690 dallo standard POSIX.1-2001.}
1692 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1693 con i file descriptor (che tratteremo nel prossimo capitolo), in quanto la
1694 risoluzione del collegamento simbolico viene in genere effettuata dalla
1695 funzione che restituisce il file descriptor (normalmente la \func{open}, vedi
1696 sez.~\ref{sec:file_open_close}) e tutte le operazioni seguenti fanno
1697 riferimento solo a quest'ultimo.
1699 Si tenga anche presente che a partire dal kernel 3.16, se si abilita la
1700 funzionalità dei \textit{protected symlinks} (attiva di default in tutte le
1701 distribuzioni più recenti) la risoluzione dei nomi attraverso un collegamento
1702 simbolico può fallire per una serie di restrizione di sicurezza aggiuntive
1703 imposte dal meccanismo (si consulti sez.~\ref{sec:procadv_security_misc} per i
1704 dettagli del meccanismo).
1706 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1707 \func{open} seguono i collegamenti simbolici, occorrono funzioni apposite per
1708 accedere alle informazioni del collegamento invece che a quelle del file a cui
1709 esso fa riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un collegamento
1710 simbolico si usa la funzione di sistema \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1714 \fdecl{int readlink(const char *pathname, char *buff, size\_t size)}
1715 \fdesc{Legge il contenuto di un collegamento simbolico.}
1717 {La funzione ritorna il numero di caratteri letti dentro \param{buff} in caso
1718 di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
1721 \item[\errcode{EACCES}] non si hanno i permessi di attraversamento di una
1722 delle directory del pathname
1723 \item[\errcode{EINVAL}] \param{pathname} non è un collegamento simbolico
1724 o \param{size} non è positiva.
1725 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
1726 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}
1727 nel loro significato generico.}
1730 La funzione legge il \textit{pathname} a cui fa riferimento il collegamento
1731 simbolico indicato dall'argomento \param{pathname} scrivendolo sul buffer
1732 \param{buff} di dimensione \param{size}. Si tenga presente che la funzione non
1733 termina la stringa con un carattere nullo e che se questa è troppo lunga la
1734 tronca alla dimensione specificata da \param{size} per evitare di scrivere
1735 dati oltre le dimensioni del buffer.
1739 \includegraphics[width=8cm]{img/link_loop}
1740 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un collegamento
1742 \label{fig:file_link_loop}
1745 Come accennato uno dei motivi per cui non sono consentiti \textit{hard link}
1746 alle directory è che questi possono creare dei \textit{loop} nella risoluzione
1747 dei nomi che non possono essere eliminati facilmente. Invece è sempre
1748 possibile, ed in genere anche molto utile, creare un collegamento simbolico ad
1749 una directory, anche se in questo caso si potranno ottenere anche dei
1752 La situazione è illustrata in fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la
1753 struttura della directory \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo
1754 interno un collegamento simbolico che punta di nuovo a
1755 \file{/boot}.\footnote{il \textit{loop} mostrato in
1756 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è stato usato per poter permettere a al
1757 \textit{bootloader} \cmd{grub} di vedere i file contenuti nella directory
1758 \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero visti dal
1759 sistema operativo, anche quando si trovano, come accade spesso, su una
1760 partizione separata (che \cmd{grub} all'avvio vedrebbe come \file{/}).} Un
1761 \textit{loop} di di questo tipo però può causare problemi per tutti i
1762 programmi che effettuano la scansione di una directory, e ad esempio se
1763 lanciassimo un comando come \code{grep -r linux *}, il \textit{loop} nella
1764 directory porterebbe ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1765 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1767 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1768 un \textit{pathname} possano essere seguiti fino ad un certo numero massimo di
1769 collegamenti simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1770 \constd{MAXSYMLINKS}. Se il limite viene superato si ha un errore ed
1771 \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}, che nella quasi
1772 totalità dei casi indica appunto che si è creato un collegamento simbolico che
1773 fa riferimento ad una directory del suo stesso \textit{pathname}.
1776 \itindend{symbolic~link}
1777 \index{collegamento!simbolico|)}
1779 Un'altra funzione relativa alla gestione dei nomi dei file, anche se a prima
1780 vista parrebbe riguardare un argomento completamente diverso, è quella per la
1781 cancellazione di un file. In realtà una \textit{system call} che serva proprio
1782 a cancellare un file non esiste neanche perché, come accennato in
1783 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, quando in un sistema unix-like si richiede la
1784 rimozione di un file, quello che si va a cancellare è soltanto la voce che
1785 referenzia il suo \textit{inode} all'interno di una directory.
1787 La funzione di sistema che consente di effettuare questa operazione, il cui
1788 nome come si può notare ha poco a che fare con il concetto di rimozione, è
1789 \funcd{unlink}, ed il suo prototipo è:
1793 \fdecl{int unlink(const char *pathname)}
1794 \fdesc{Cancella un file.}
1796 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1797 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:\footnotemark
1799 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sulla directory
1800 che contiene \param{pathname} o quello di attraversamento per una delle
1801 directory superiori.
1802 \item[\errcode{EBUSY}] \param{pathname} non può essere rimosso perché è in
1803 uso da parte del sistema (in particolare per i cosiddetti \textit{silly
1805 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una
1807 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non consente l'operazione, o la
1808 directory che contiene \param{pathname} ha lo \textit{sticky bit} e non si
1809 è il proprietario del file o non si hanno privilegi amministrativi.
1810 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
1811 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EROFS} nel loro
1812 significato generico.}
1815 \footnotetext{questa funzione su Linux ha alcune peculiarità nei codici di
1816 errore, in particolare riguardo la rimozione delle directory che non è mai
1817 permessa e che causa l'errore \errcode{EISDIR}; questo è un valore specifico
1818 di Linux non conforme allo standard POSIX che prescrive invece l'uso di
1819 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1820 abbia privilegi sufficienti, valore che invece Linux usa anche se il
1821 filesystem non supporta la funzione, inoltre il codice \errcode{EBUSY} nel
1822 caso la directory sia occupata su Linux non esiste.}
1824 La funzione elimina il nome specificato dall'argomento \param{pathname} nella
1825 directory che lo contiene e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
1826 \textit{inode}; come per \func{link} queste due operazioni sono effettuate
1827 all'interno della \textit{system call} in maniera atomica rispetto ai
1830 Si ricordi che, anche se se ne è rimosso il nome, un file viene realmente
1831 cancellato soltanto quando il numero di collegamenti mantenuto
1832 nell'\textit{inode} diventa nullo; solo allora l'\textit{inode} viene
1833 disallocato e lo spazio che il file occupava sul disco viene liberato.
1835 Si tenga presente comunque che a questo si aggiunge sempre un'ulteriore
1836 condizione e cioè che non ci siano processi che stiano ancora lavorando sul il
1837 file. Come vedremo in sez.~\ref{sec:file_unix_interface} il kernel una tabella
1838 di tutti file aperti da ciascun processo, che a sua volta contiene i
1839 riferimenti agli \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1840 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1841 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non ci
1842 sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione, assicurandosi con
1843 questo che nessun processo stia ancora usando il file.
1845 Nel caso di socket, \textit{fifo} o file di dispositivo la funzione rimuove il
1846 nome, e come per i file normali i processi che hanno aperto uno di questi
1847 oggetti possono continuare ad utilizzarli. Nel caso di cancellazione di un
1848 \textit{link} simbolico, che consiste solo nel rimando ad un altro file,
1849 questo viene immediatamente eliminato e non sarà più utilizzabile.
1851 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1852 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1853 il diritto di esecuzione/attraversamento sulla directory che la contiene
1854 (affronteremo in dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1855 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre per la directory è impostato
1856 lo \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}), occorrerà
1857 anche essere proprietari del file o proprietari della directory o avere i
1858 privilegi di amministratore.
1860 Questa caratteristica del sistema, che consente di usare un file anche se lo
1861 si è ``cancellato'', può essere usata per essere sicuri di non lasciare file
1862 temporanei su disco in caso di uscita imprevista di un programma. La tecnica è
1863 quella di aprire un nuovo file e chiamare \func{unlink} su di esso subito
1864 dopo, in questo modo il contenuto del file sarà sempre disponibile all'interno
1865 del processo attraverso il suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}),
1866 ma non ne resterà traccia in nessuna directory, inoltre lo spazio occupato su
1867 disco verrà immediatamente rilasciato alla conclusione del processo, quando
1868 tutti i file vengono chiusi.
1870 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1871 la funzione \func{unlink} sulle directory, che in tal caso fallisce con un
1872 errore di \errcode{EISDIR}. Per cancellare una directory si deve usare la
1873 apposita funzione di sistema \func{rmdir} (che vedremo in
1874 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la funzione \func{remove}.
1876 Quest'ultima è la funzione prevista dallo standard ANSI C per effettuare una
1877 cancellazione generica di un file o di una directory e viene usata in generale
1878 anche per i sistemi operativi che non supportano gli \textit{hard link}. Nei
1879 sistemi unix-like \funcd{remove} è equivalente ad usare in maniera trasparente
1880 \func{unlink} per i file ed \func{rmdir} per le directory; il suo prototipo è:
1884 \fdecl{int remove(const char *pathname)}
1885 \fdesc{Cancella un file o una directory.}
1887 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1888 caso \var{errno} assumerà uno dei valori relativi alla chiamata utilizzata,
1889 pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle descrizioni di
1890 \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1893 La funzione utilizza la funzione \func{unlink} per cancellare i file (e si
1894 applica anche a link simbolici, socket, \textit{fifo} e file di dispositivo) e
1895 la funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}) per
1896 cancellare le directory.\footnote{questo vale usando la \acr{glibc}; nella
1897 \acr{libc4} e nella \acr{libc5} la funzione \func{remove} era un semplice
1898 alias alla funzione \func{unlink} e quindi non poteva essere usata per le
1899 directory.} Si tenga presente che, per alcune limitazioni del protocollo
1900 NFS, utilizzare questa funzione su file che usano questo filesystem di rete
1901 può comportare la scomparsa di file ancora in uso.
1903 Infine per cambiare nome ad un file o a una directory si usa la funzione di
1904 sistema \funcd{rename},\footnote{la funzione è definita dallo standard ANSI C,
1905 ma si applica solo per i file, lo standard POSIX estende la funzione anche
1906 alle directory.} il cui prototipo è:
1910 \fdecl{int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1911 \fdesc{Rinomina un file o una directory.}
1913 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1914 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1916 \item[\errcode{EACCESS}] manca il permesso di scrittura sulle directory
1917 contenenti \param{oldpath} e \param{newpath} o di attraversare
1918 il loro \textit{pathname} o di scrivere su \param{newpath}
1919 se questa è una directory.
1920 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1921 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1922 sistema (come \textit{mount point}) ed il sistema non riesce a risolvere
1924 \item[\errcode{EEXIST}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1925 non è vuota (anche \errcode{ENOTEMPTY}).
1926 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1927 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1928 sotto-directory di sé stessa.
1929 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1930 \param{oldpath} non è una directory.
1931 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \textit{pathname} non è una
1932 directory o \param{oldpath} è una directory e
1933 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1934 \item[\errval{EPERM}] la directory contenente \param{oldpath} o quella
1935 contenente un \param{newpath} esistente hanno lo \textit{sticky bit} e non
1936 si è i proprietari dei rispettivi file (o non si hanno privilegi
1937 amministrativi) oppure il filesystem non supporta l'operazione.
1938 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1939 stesso filesystem e sotto lo stesso \textit{mount point}.
1940 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{EMLINK},
1941 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC} e
1942 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
1945 La funzione rinomina in \param{newpath} il file o la directory indicati
1946 dall'argomento \param{oldpath}. Il nome viene eliminato nella directory
1947 originale e ricreato nella directory di destinazione mantenendo il riferimento
1948 allo stesso \textit{inode}. Non viene spostato nessun dato e l'\textit{inode}
1949 del file non subisce nessuna modifica in quanto le modifiche sono eseguite
1950 sulle directory che contengono \param{newpath} ed \param{oldpath}.
1952 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1953 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1954 c'è modifica, per quanto temporanea, al \textit{link count} del file e non può
1955 esistere un istante in cui un altro processo possa trovare attivi entrambi i
1956 nomi per lo stesso file se la destinazione non esiste o in cui questa sparisca
1957 temporaneamente se già esiste.
1959 Dato che opera in maniera analoga la funzione è soggetta alle stesse
1960 restrizioni di \func{link}, quindi è necessario che \param{oldpath}
1961 e \param{newpath} siano nello stesso filesystem e facciano riferimento allo
1962 stesso \textit{mount point}, e che il filesystem supporti questo tipo di
1963 operazione. Qualora questo non avvenga si dovrà effettuare l'operazione in
1964 maniera non atomica copiando il file a destinazione e poi cancellando
1967 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1968 un file o una directory. Se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1969 esiste, non deve essere una directory, altrimenti si avrà un errore di
1970 \errcode{EISDIR}. Se \param{newpath} indica un file già esistente questo verrà
1971 rimpiazzato atomicamente, ma nel caso in cui \func{rename} fallisca il kernel
1972 assicura che esso non sarà toccato. I caso di sovrascrittura però potrà
1973 esistere una breve finestra di tempo in cui sia \param{oldpath}
1974 che \param{newpath} potranno fare entrambi riferimento al file che viene
1977 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esistente, deve
1978 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1979 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} o \errcode{EEXIST} (se non è
1980 vuota). Chiaramente \param{newpath} non potrà contenere \param{oldpath} nel
1981 suo \textit{pathname}, non essendo possibile rendere una directory una
1982 sottodirectory di sé stessa, se questo fosse il caso si otterrebbe un errore
1983 di \errcode{EINVAL}.
1985 Se \param{oldpath} si riferisce ad un collegamento simbolico questo sarà
1986 rinominato restando tale senza nessun effetto sul file a cui fa riferimento.
1987 Se invece \param{newpath} esiste ed è un collegamento simbolico verrà
1988 cancellato come qualunque altro file. Infine qualora \param{oldpath}
1989 e \param{newpath} siano due nomi che già fanno riferimento allo stesso file lo
1990 standard POSIX prevede che la funzione non ritorni un errore, e semplicemente
1991 non faccia nulla, lasciando entrambi i nomi. Linux segue questo standard,
1992 anche se, come fatto notare dal manuale della \acr{glibc}, il comportamento
1993 più ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1995 In tutti i casi si dovranno avere i permessi di scrittura nelle directory
1996 contenenti \param{oldpath} e \param{newpath}, e nel caso \param{newpath} sia
1997 una directory vuota già esistente anche su di essa (perché dovrà essere
1998 aggiornata la voce ``\texttt{..}''). Se poi le directory
1999 contenenti \param{oldpath} o \param{newpath} hanno lo \textit{sticky bit}
2000 attivo (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) si dovrà essere i proprietari
2001 dei file (o delle directory) che si vogliono rinominare, o avere i permessi di
2005 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
2006 \label{sec:file_dir_creat_rem}
2008 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
2009 elenchi di nomi con riferimenti ai rispettivi \textit{inode}, non è possibile
2010 trattarle come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel
2011 attraverso una opportuna \textit{system call}.\footnote{questo è quello che
2012 permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per
2013 la gestione dei suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse
2014 come alberi binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il
2015 numero di file è molto grande.} La funzione di sistema usata per creare una
2016 directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
2021 \fdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
2022 \fdesc{Crea una nuova directory.}
2024 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2025 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2027 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
2028 cui si vuole inserire la nuova directory o di attraversamento per le
2029 directory al di sopra di essa.
2030 \item[\errcode{EEXIST}] un file o una directory o un collegamento simbolico
2031 con quel nome esiste già.
2032 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
2033 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
2034 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
2035 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
2036 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
2038 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
2039 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
2041 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
2042 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EPERM},
2043 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2046 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
2047 standard presenti in ogni directory (``\file{.}'' e ``\file{..}''), con il
2048 nome indicato dall'argomento \param{dirname}.
2050 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
2051 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
2052 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
2053 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
2054 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
2055 directory è impostata secondo quanto illustrato in
2056 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
2058 Come accennato in precedenza per eseguire la cancellazione di una directory è
2059 necessaria una specifica funzione di sistema, \funcd{rmdir}, il suo prototipo
2064 \fdecl{int rmdir(const char *dirname)}
2065 \fdesc{Cancella una directory.}
2067 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2068 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2070 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
2071 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
2072 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
2074 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o
2075 la radice di qualche processo o un \textit{mount point}.
2076 \item[\errcode{EINVAL}] si è usato ``\texttt{.}'' come ultimo componente
2078 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
2079 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
2080 \textit{sticky bit} impostato e non si è i proprietari della directory o
2081 non si hanno privilegi amministrativi.
2083 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
2084 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errcode{ENOTEMPTY} e
2085 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2089 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota, la
2090 directory deve cioè contenere le due voci standard ``\file{.}'' e
2091 ``\file{..}'' e niente altro. Il nome può essere indicato con un
2092 \textit{pathname} assoluto o relativo, ma si deve fare riferimento al nome
2093 nella directory genitrice, questo significa che \textit{pathname} terminanti
2094 in ``\file{.}'' e ``\file{..}'' anche se validi in altri contesti, causeranno
2095 il fallimento della funzione.
2097 Inoltre per eseguire la cancellazione, oltre ad essere vuota, occorre anche
2098 che la directory non sia utilizzata, questo vuol dire anche che non deve
2099 essere la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) o la
2100 directory radice (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}) di nessun processo, od
2101 essere utilizzata come \textit{mount point}.
2103 Se la directory cancellata risultasse aperta in qualche processo per una
2104 lettura dei suoi contenuti (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_read}), pur
2105 scomparendo dal filesystem e non essendo più possibile accedervi o crearvi
2106 altri file, le risorse ad essa associate verrebbero disallocate solo alla
2107 chiusura di tutti questi ulteriori riferimenti.
2110 \subsection{Lettura e scansione delle directory}
2111 \label{sec:file_dir_read}
2113 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
2114 delle liste di nomi associati ai relativi \textit{inode}, per il ruolo che
2115 rivestono nella struttura del sistema non possono essere trattate come dei
2116 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
2117 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
2118 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
2119 funzioni di scrittura.
2121 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
2122 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
2123 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
2124 in sez.~\ref{sec:file_open_close} che è possibile aprire una directory come se
2125 fosse un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui
2126 esse sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come
2127 riportato in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS prevede una apposita
2128 funzione per la lettura delle directory.
2130 \itindbeg{directory~stream}
2132 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
2133 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
2134 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
2135 basata sui cosiddetti \textit{directory stream}, chiamati così per l'analogia
2136 con i \textit{file stream} dell'interfaccia standard ANSI C che vedremo in
2137 sez.~\ref{sec:files_std_interface}. La prima funzione di questa interfaccia è
2138 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
2143 \fdecl{DIR *opendir(const char *dirname)}
2144 \fdesc{Apre un \textit{directory stream}.}
2146 {La funzione ritorna un puntatore al \textit{directory stream} in caso di
2147 successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
2148 dei valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2149 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR} nel loro significato
2153 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
2154 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \typed{DIR} (che
2155 è il tipo opaco usato dalle librerie per gestire i \textit{directory stream})
2156 da usare per tutte le operazioni successive, la funzione inoltre posiziona lo
2157 \textit{stream} sulla prima voce contenuta nella directory.
2159 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
2160 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
2161 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
2162 flag di \textit{close-on-exec} (si ricordi quanto detto in
2163 sez.~\ref{sec:proc_exec}), così da evitare che resti aperto in caso di
2164 esecuzione di un altro programma.
2166 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2167 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2168 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2169 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2170 5.1.2) e con la \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2171 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2172 della \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2173 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2174 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2175 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2180 \fdecl{int dirfd(DIR *dir)}
2181 \fdesc{Legge il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.}
2183 {La funzione ritorna un valore positivo corrispondente al file descriptor in
2184 caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
2187 \item[\errcode{EINVAL}] \param{dir} non è un puntatore ad un
2188 \textit{directory stream}.
2189 \item[\errcode{ENOTSUP}] l'implementazione non supporta l'uso di un file
2190 descriptor per la directory.
2195 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2196 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2197 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2198 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2199 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2201 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2202 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2203 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2204 dalla versione 2.4 della \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2205 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2206 della \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2207 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2208 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2209 700} .} il cui prototipo è:
2214 \fdecl{DIR *fdopendir(int fd)}
2215 \fdesc{Associa un \textit{directory stream} ad un file descriptor.}
2217 {La funzione ritorna un puntatore al \textit{directory stream} in caso di
2218 successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
2219 dei valori \errval{EBADF} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
2222 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2223 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2224 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2225 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2226 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2227 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2229 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2230 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2231 utilizzato all'interno del proprio programma. In particolare dovrà essere
2232 chiuso attraverso il \textit{directory stream} con \func{closedir} e non
2233 direttamente. Si tenga presente inoltre che \func{fdopendir} non modifica lo
2234 stato di un eventuale flag di \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà
2235 essere impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
2237 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2238 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2239 \funcd{readdir}, il cui prototipo è:
2244 \fdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2245 \fdesc{Legge una voce dal \textit{directory stream}.}
2247 {La funzione ritorna il puntatore alla struttura contenente i dati in caso di
2248 successo e \val{NULL} per un errore o se si è raggiunta la fine dello
2249 \textit{stream}. Il solo codice di errore restituito in \var{errno} è
2250 \errval{EBADF} qualora \param{dir} non indichi un \textit{directory stream}
2254 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2255 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2256 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2257 esaurite tutte le voci in essa presenti, che viene segnalata dalla
2258 restituzione di \val{NULL} come valore di ritorno. Si può distinguere questa
2259 condizione da un errore in quanto in questo caso \var{errno} non verrebbe
2262 I dati letti da \func{readdir} vengono memorizzati in una struttura
2263 \struct{dirent}, la cui definizione è riportata in
2264 fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la definizione è quella usata da
2265 Linux, che si trova nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non
2266 contempla la presenza del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del
2267 nome del file.} La funzione non è rientrante e restituisce il puntatore ad
2268 una struttura allocata staticamente, che viene sovrascritta tutte le volte che
2269 si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory stream}.
2271 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante,
2272 \funcd{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una qualunque
2273 delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2274 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2275 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2276 può essere utilizzata anche con i \textit{thread}, il suo prototipo è:
2281 \fdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry, struct dirent **result)}
2282 \fdesc{Legge una voce dal \textit{directory stream}.}
2284 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo ed un numero positivo per un
2285 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2289 La funzione restituisce in \param{result} come \textit{value result argument}
2290 l'indirizzo della struttura \struct{dirent} dove sono stati salvati i dati,
2291 che deve essere allocata dal chiamante, ed il cui indirizzo deve essere
2292 indicato con l'argomento \param{entry}. Se si è raggiunta la fine del
2293 \textit{directory stream} invece in \param{result} viene restituito il valore
2296 \begin{figure}[!htb]
2297 \footnotesize \centering
2298 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
2299 \includestruct{listati/dirent.c}
2302 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2304 \label{fig:file_dirent_struct}
2307 % Lo spazio per la \struct{dirent} dove vengono restituiti i dati della
2308 % directory deve essere allocato a cura del chiamante, dato che la dimensione
2311 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2312 presenti nella directory. Sia BSD che SVr4 che POSIX.1-2001\footnote{il
2313 vecchio standard POSIX prevedeva invece solo la presenza del campo
2314 \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux era definito come alias
2315 di quest'ultimo, mentre il campo \var{d\_name} era considerato dipendente
2316 dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il campo
2317 \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
2318 terminata da uno zero, ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
2319 \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino} di
2320 \struct{stat}. La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è
2321 segnalata dalla definizione di altrettante macro nella forma
2322 \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è il nome del relativo
2323 campo. Come si può evincere da fig.~\ref{fig:file_dirent_struct} nel caso di
2324 Linux sono pertanto definite le macro \macrod{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2325 \macrod{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macrod{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2326 è definita la macro \macrod{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2328 Dato che possono essere presenti campi opzionali e che lo standard
2329 POSIX.1-2001 non specifica una dimensione definita per il nome dei file (che
2330 può variare a seconda del filesystem), ma solo un limite superiore pari a
2331 \const{NAME\_MAX} (vedi tab.~\ref{tab:sys_file_macro}), in generale per
2332 allocare una struttura \struct{dirent} in maniera portabile occorre eseguire
2333 un calcolo per ottenere le dimensioni appropriate per il proprio
2334 sistema.\footnote{in SVr4 la lunghezza del campo è definita come
2335 \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte usato anche in
2336 fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.} Lo standard però richiede che il campo
2337 \var{d\_name} sia sempre l'ultimo della struttura, questo ci consente di
2338 ottenere la dimensione della prima parte con la macro di utilità generica
2339 \macro{offsetof}, che si può usare con il seguente prototipo:
2345 \fdecl{size\_t \macrod{offsetof}(type, member)}
2346 \fdesc{Restituisce la posizione del campo \param{member} nella
2347 struttura \param{type}.}
2352 Ottenuta allora con \code{offsetof(struct dirent, d\_name)} la dimensione
2353 della parte iniziale della struttura, basterà sommarci la dimensione massima
2354 dei nomi dei file nel filesystem che si sta usando, che si può ottenere
2355 attraverso la funzione \func{pathconf} (per la quale si rimanda a
2356 sez.~\ref{sec:sys_file_limits}) più un ulteriore carattere per la terminazione
2359 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2360 indica il tipo di file (se \textit{fifo}, directory, collegamento simbolico,
2361 ecc.), e consente di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} (vedi
2362 sez.~\ref{sec:file_stat}) per determinarlo. I suoi possibili valori sono
2363 riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga presente che questo
2364 valore è disponibile solo per i filesystem che ne supportano la restituzione
2365 (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs}, \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e
2366 \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà sempre il valore
2367 \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1 della
2368 \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso non era
2369 implementato, e veniva restituito comunque il valore \const{DT\_UNKNOWN}.}
2374 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2376 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2379 \constd{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2380 \constd{DT\_REG} & File normale.\\
2381 \constd{DT\_DIR} & Directory.\\
2382 \constd{DT\_LNK} & Collegamento simbolico.\\
2383 \constd{DT\_FIFO} & \textit{Fifo}.\\
2384 \constd{DT\_SOCK} & Socket.\\
2385 \constd{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2386 \constd{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2389 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2390 della struttura \struct{dirent}.}
2391 \label{tab:file_dtype_macro}
2394 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2395 \var{st\_mode} di \struct{stat} (vedi fig.~\ref{fig:file_stat_struct}) sono
2396 definite anche due macro di conversione, \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2402 \fdecl{int \macrod{IFTODT}(mode\_t MODE)}
2403 \fdesc{Converte il tipo di file dal formato di \var{st\_mode} a quello di
2405 \fdecl{mode\_t \macrod{DTTOIF}(int DTYPE)}
2406 \fdesc{Converte il tipo di file dal formato di \var{d\_type} a quello di
2412 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2413 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2414 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2415 varie voci, spostarsi all'interno dello \textit{stream} usando la funzione
2416 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2417 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2418 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2419 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2420 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2424 \fdecl{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2425 \fdesc{Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.}
2427 {La funzione non ritorna niente e non imposta errori.}
2430 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2431 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo
2432 \textit{stream} \param{dir}; esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal
2433 valore di \var{d\_off} di \struct{dirent} o dal valore restituito dalla
2434 funzione \funcd{telldir}, che legge la posizione corrente; il cui prototipo
2435 è:\footnote{prima della \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di
2436 tipo \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long}
2437 per conformità a POSIX.1-2001.}
2441 \fdecl{long telldir(DIR *dir)}
2442 \fdesc{Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.}
2444 {La funzione ritorna la posizione corrente nello \textit{stream} (un numero
2445 positivo) in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
2446 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2447 valore errato per \param{dir}. }
2450 La sola funzione di posizionamento per un \textit{directory stream} prevista
2451 originariamente dallo standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la
2452 posizione a quella iniziale; il suo prototipo è:
2457 \fdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2458 \fdesc{Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.}
2460 {La funzione non ritorna niente e non imposta errori.}
2463 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2464 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2465 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2470 \fdecl{int closedir(DIR *dir)}
2471 \fdesc{Chiude un \textit{directory stream}.}
2473 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2474 caso \var{errno} assume solo il valore \errval{EBADF}.}
2477 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2478 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2479 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2480 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2481 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2482 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2486 \fdecl{int scandir(const char *dir, struct dirent ***namelist, \\
2487 \phantom{int scandir(}int(*filter)(const struct dirent *), \\
2488 \phantom{int scandir(}int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2489 \fdesc{Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.}
2491 {La funzione ritorna il numero di voci trovate in caso di successo e $-1$ per
2492 un errore, nel qual caso \var{errno} può assumere solo il valore
2496 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2497 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2498 controllano rispettivamente la selezione di una voce, passata con
2499 l'argomento \param{filter}, e l'ordinamento di tutte le voci selezionate,
2500 specificata dell'argomento \param{compar}.
2502 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2503 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2504 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2505 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2506 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2507 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \param{filter} non
2508 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2510 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \funcm{qsort}, le
2511 modalità del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2512 \param{compar} come criterio di ordinamento di \funcm{qsort}, la funzione
2513 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2514 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2515 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2516 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2517 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2518 restituisce, come \textit{value result argument}, l'indirizzo della stessa;
2519 questo significa che \param{namelist} deve essere dichiarato come
2520 \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione si deve passare il suo
2523 \itindend{directory~stream}
2525 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2526 \param{compar}, sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2527 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2531 \fdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2532 \fdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2533 \fdesc{Riordinano le voci di \textit{directory stream}.}
2535 {Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di zero qualora
2536 il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o maggiore del secondo
2537 e non forniscono errori.}
2540 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2541 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2542 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; la glibc usa il
2543 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2544 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2545 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico secondo il valore del
2546 campo \var{d\_name} delle varie voci. La \acr{glibc} prevede come
2547 estensione\footnote{la \acr{glibc}, a partire dalla versione 2.1, effettua
2548 anche l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni,
2549 usando \funcm{strcoll} al posto di \funcm{strcmp}.} anche
2550 \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto del numero di versione,
2551 cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.
2553 \begin{figure}[!htb]
2554 \footnotesize \centering
2555 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2556 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2558 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2560 \label{fig:file_my_ls}
2563 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2564 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2565 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2566 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2567 e la relativa dimensione, in sostanza una versione semplificata del comando
2570 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2571 la parte di gestione delle opzioni, che prevede solo l'uso di una funzione per
2572 la stampa della sintassi, anch'essa omessa, ma il codice completo può essere
2573 trovato coi sorgenti allegati alla guida nel file \file{myls.c}.
2575 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2576 (\texttt{\small 12-15}) di avere almeno un argomento, che indicherà la
2577 directory da esaminare, è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2578 \myfunc{dir\_scan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2579 (\texttt{\small 22-29}) per fare tutto il lavoro.
2581 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2582 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2583 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2584 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2585 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2587 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \myfunc{dir\_scan} per ogni
2588 voce presente, questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2589 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2590 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2592 \begin{figure}[!htb]
2593 \footnotesize \centering
2594 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2595 \includecodesample{listati/dir_scan.c}
2597 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2598 file \file{dir\_scan.c}.}
2599 \label{fig:file_dirscan}
2602 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \myfunc{dir\_scan},
2603 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e
2604 permette di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le
2605 voci di una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small
2606 18-22}) uno \textit{stream} sulla directory passata come primo argomento,
2607 stampando un messaggio in caso di errore.
2609 Il passo successivo (\texttt{\small 23-24}) è cambiare directory di lavoro
2610 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2611 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2612 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2613 (\texttt{\small 26-30}) sulle singole voci dello \textit{stream} ci si trovi
2614 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2615 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2616 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2617 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2618 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2619 ottenere le dimensioni.}
2621 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2622 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2623 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2624 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2625 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2626 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2627 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2628 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2629 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2630 chiusura (\texttt{\small 31}) dello \textit{stream}\footnote{nel nostro caso,
2631 uscendo subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2632 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2633 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2634 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2635 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2636 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2640 \subsection{La directory di lavoro}
2641 \label{sec:file_work_dir}
2643 \index{directory~di~lavoro|(}
2645 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2646 directory nell'albero dei file,\footnote{questa viene mantenuta all'interno
2647 dei dati della sua \kstruct{task\_struct} (vedi
2648 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più precisamente nel campo \texttt{pwd}
2649 della sotto-struttura \kstruct{fs\_struct}.} che è chiamata
2650 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
2651 \textit{current working directory}). La directory di lavoro è quella da cui
2652 si parte quando un \textit{pathname} è espresso in forma relativa, dove il
2653 ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2655 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2656 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2657 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2658 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory di lavoro
2659 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2660 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory di lavoro della shell diventa anche la
2661 directory di lavoro di qualunque comando da essa lanciato.
2663 Dato che è il kernel che tiene traccia dell'\textit{inode} della directory di
2664 lavoro di ciascun processo, per ottenerne il \textit{pathname} occorre usare
2665 una apposita funzione, \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una
2666 \textit{system call} dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva
2667 essere ottenuto tramite il filesystem \texttt{/proc} da
2668 \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo è:
2672 \fdecl{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2673 \fdesc{Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.}
2675 {La funzione ritorna il puntatore a \param{buffer} in caso di successo e
2676 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2678 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di attraversamento su
2679 uno dei componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory
2680 superiori alla corrente).
2681 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2683 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2684 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2685 lunghezza del \textit{pathname}.
2687 ed inoltre \errcode{EFAULT} ed \errcode{ENOMEM} nel loro significato
2691 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2692 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2693 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2694 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2695 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2696 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2699 A partire dal kernel Linux 2.6.36 il nome può avere come prefisso la stringa
2700 \texttt{(unreachable)} se la directory di lavoro resta fuori dalla directory
2701 radice del processo dopo un \func{chroot} (torneremo su questi argomenti in
2702 sez.~\ref{sec:file_chroot}); pertanto è sempre opportuno controllare il primo
2703 carattere della stringa restituita dalla funzione per evitare di interpreare
2704 mare un \textit{pathname} irraggiungibile.
2706 Come estensione allo standard POSIX.1, supportata da Linux e dalla
2707 \acr{glibc}, si può anche specificare un puntatore nullo come \param{buffer}
2708 nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari
2709 a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta
2710 del \textit{pathname} altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di
2711 disallocare la stringa con \func{free} una volta cessato il suo utilizzo.
2713 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvarsi la directory di lavoro
2714 all'avvio del programma per poi potervi tornare in un tempo successivo, un
2715 metodo alternativo più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è
2716 invece quello di aprire all'inizio la directory corrente (vale a dire
2717 ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con \func{fchdir}.
2719 Di questa funzione esiste una versione alternativa per compatibilità
2720 all'indietro con BSD, \funcm{getwd}, che non prevede l'argomento \param{size}
2721 e quindi non consente di specificare la dimensione di \param{buffer} che
2722 dovrebbe essere allocato in precedenza ed avere una dimensione sufficiente
2723 (per BSD maggiore \const{PATH\_MAX}, che di solito 256 byte, vedi
2724 sez.~\ref{sec:sys_limits}). Il problema è che su Linux non esiste una
2725 dimensione superiore per la lunghezza di un \textit{pathname}, per cui non è
2726 detto che il buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è
2727 la ragione principale per cui questa funzione è deprecata, e non la tratteremo.
2729 Una seconda funzione usata per ottenere la directory di lavoro è
2730 \funcm{get\_current\_dir\_name} (la funzione è una estensione GNU e presente
2731 solo nella \acr{glibc}) che non prende nessun argomento ed è sostanzialmente
2732 equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la differenza che se
2733 disponibile essa ritorna il valore della variabile di ambiente \envvar{PWD},
2734 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
2735 comprendente anche dei collegamenti simbolici. Usando \func{getcwd} infatti,
2736 essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro l'albero della
2737 directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso eventuali
2738 collegamenti simbolici.
2740 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione di sistema
2741 \funcd{chdir}, equivalente del comando di shell \cmd{cd}, il cui nome sta
2742 appunto per \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2746 \fdecl{int chdir(const char *pathname)}
2747 \fdesc{Cambia la directory di lavoro per \textit{pathname}.}
2749 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2750 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2752 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2753 di \param{pathname}.
2754 \item[\errcode{ENAMETOOLONG}] il nome indicato in \param{path} è troppo lungo.
2755 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2757 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOENT} e
2758 \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
2761 La funzione cambia la directory di lavoro in \param{pathname} ed
2762 ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la quale si hanno
2763 i permessi di accesso.
2765 Dato che ci si può riferire ad una directory anche tramite un file descriptor,
2766 per cambiare directory di lavoro è disponibile anche la funzione di sistema
2767 \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2771 \fdecl{int fchdir(int fd)}
2772 \fdesc{Cambia la directory di lavoro per file descriptor.}
2774 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2775 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{EACCES} nel loro
2776 significato generico.}
2779 La funzione è identica a \func{chdir}, ma prende come argomento un file
2780 descriptor \param{fd} invece di un \textit{pathname}. Anche in questo
2781 caso \param{fd} deve essere un file descriptor valido che fa riferimento ad
2782 una directory. Inoltre l'unico errore di accesso possibile (tutti gli altri
2783 sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è quello in cui il processo non
2784 ha il permesso di attraversamento alla directory specificata da \param{fd}.
2786 \index{directory~di~lavoro|)}
2789 \subsection{La creazione dei \textsl{file speciali}}
2790 \label{sec:file_mknod}
2792 \index{file!di~dispositivo|(}
2793 \index{file!speciali|(}
2795 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e collegamenti
2796 simbolici, ma in sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto che il sistema
2797 prevede anche degli altri tipi di file, che in genere vanno sotto il nome
2798 generico di \textsl{file speciali}, come i file di dispositivo, le
2799 \textit{fifo} ed i socket.
2801 La manipolazione delle caratteristiche di questi file speciali, il cambiamento
2802 di nome o la loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni
2803 che operano sugli altri file, ma quando li si devono creare sono necessarie,
2804 come per le directory, delle funzioni apposite. La prima di queste è la
2805 funzione di sistema \funcd{mknod}, il cui prototipo è:
2812 \fdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
2813 \fdesc{Crea un file speciale sul filesystem.}
2815 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2816 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2818 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un collegamento
2820 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
2821 \textit{fifo}, un socket o un dispositivo.
2822 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
2823 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
2824 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
2826 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP},
2827 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC},
2828 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2831 La funzione permette di creare un \textit{inode} di tipo generico sul
2832 filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo, ma
2833 si può usare anche per creare qualunque tipo di file speciale ed anche file
2834 regolari. L'argomento \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole
2835 creare che i relativi permessi, secondo i valori riportati in
2836 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR aritmetico. I
2837 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
2838 \textit{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
2840 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
2841 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
2842 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
2843 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
2844 per una \textit{fifo};\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per
2845 creare directory o collegamenti simbolici, si dovranno usare le funzioni
2846 \func{mkdir} e \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso
2847 comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Inoltre \param{pathname} non deve
2848 esistere, neanche come collegamento simbolico.
2850 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
2851 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
2852 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
2853 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
2854 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la capacità
2855 \const{CAP\_MKNOD}), ma in Linux\footnote{questo è un comportamento specifico
2856 di Linux, la funzione non è prevista dallo standard POSIX.1 originale,
2857 mentre è presente in SVr4 e 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti
2858 e nei codici di errore, tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001
2859 con una nota che la definisce portabile solo quando viene usata per creare
2860 delle \textit{fifo}, ma comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo
2861 la specifica \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di
2862 una \textit{fifo} o di un socket è consentito anche agli utenti normali.
2864 Gli \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al proprietario e al
2865 gruppo del processo (usando \ids{UID} e \ids{GID} del gruppo effettivo) che li
2866 ha creati a meno non sia presente il bit \acr{sgid} per la directory o sia
2867 stata attivata la semantica BSD per il filesystem (si veda
2868 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
2869 l'\textit{inode}, nel qual caso per il gruppo verrà usato il \ids{GID} del
2870 proprietario della directory.
2872 \itindbeg{major~number}
2873 \itindbeg{minor~number}
2875 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
2876 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
2877 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
2878 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
2879 \textsl{numero} di dispositivo. Il kernel infatti identifica ciascun
2880 dispositivo con un valore numerico, originariamente questo era un intero a 16
2881 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente \textit{major
2882 number} e \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal
2883 comando \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un
2884 file di dispositivo.
2886 Il \textit{major number} identifica una classe di dispositivi (ad esempio la
2887 seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per indicare al kernel quale è il
2888 modulo che gestisce quella classe di dispositivi. Per identificare uno
2889 specifico dispositivo di quella classe (ad esempio una singola porta seriale,
2890 o uno dei dischi presenti) si usa invece il \textit{minor number}. L'elenco
2891 aggiornato di questi numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi
2892 può essere trovato nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla
2893 documentazione dei sorgenti del kernel.
2895 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
2896 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
2897 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
2898 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il \textit{major
2899 number} e 20 bit per il \textit{minor number}. La transizione però ha
2900 comportato il fatto che \type{dev\_t} è diventato un tipo opaco, e la
2901 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
2902 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
2904 Le macro sono definite nel file \headfiled{sys/sysmacros.h},\footnote{se si
2905 usa la \acr{glibc} dalla versione 2.3.3 queste macro sono degli alias alle
2906 versioni specifiche di questa libreria, \macrod{gnu\_dev\_major},
2907 \macrod{gnu\_dev\_minor} e \macrod{gnu\_dev\_makedev} che si possono usare
2908 direttamente, al costo di una minore portabilità.} che viene automaticamente
2909 incluso quando si include \headfile{sys/types.h}. Si possono pertanto ottenere
2910 i valori del \textit{major number} e \textit{minor number} di un dispositivo
2911 rispettivamente con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
2917 \fdecl{int \macrod{major}(dev\_t dev)}
2918 \fdesc{Restituisce il \textit{major number} del dispositivo \param{dev}.}
2919 \fdecl{int \macrod{minor}(dev\_t dev)}
2920 \fdesc{Restituisce il \textit{minor number} del dispositivo \param{dev}.}
2925 \noindent mentre una volta che siano noti \textit{major number} e
2926 \textit{minor number} si potrà costruire il relativo identificativo con la
2927 macro \macro{makedev}:
2933 \fdecl{dev\_t \macrod{makedev}(int major, int minor)}
2934 \fdesc{Dati \textit{major number} e \textit{minor number} restituisce
2935 l'identificativo di un dispositivo.}
2941 \itindend{major~number}
2942 \itindend{minor~number}
2943 \index{file!di~dispositivo|)}
2945 Dato che la funzione di sistema \func{mknod} presenta diverse varianti nei
2946 vari sistemi unix-like, lo standard POSIX.1-2001 la dichiara portabile solo in
2947 caso di creazione delle \textit{fifo}, ma anche in questo caso alcune
2948 combinazioni degli argomenti restano non specificate, per cui nello stesso
2949 standard è stata introdotta una funzione specifica per creare una
2950 \textit{fifo} deprecando l'uso di \func{mknod} a tale riguardo. La funzione è
2951 \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
2956 \fdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
2957 \fdesc{Crea una \textit{fifo}.}
2959 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2960 caso \var{errno} assumerà \errval{EACCES}, \errval{EEXIST},
2961 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC}, \errval{ENOTDIR} e
2962 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2965 La funzione crea la \textit{fifo} \param{pathname} con i
2966 permessi \param{mode}. Come per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve
2967 esistere (neanche come collegamento simbolico); al solito i permessi
2968 specificati da \param{mode} vengono modificati dal valore di \textit{umask}
2969 (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
2971 \index{file!speciali|)}
2974 \subsection{I file temporanei}
2975 \label{sec:file_temp_file}
2977 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2978 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2979 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2980 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2981 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
2982 condition} (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2984 \itindbeg{symlink~attack}
2986 Molti problemi di sicurezza derivano proprio da una creazione non accorta di
2987 file temporanei che lascia aperta questa \textit{race condition}. Un
2988 attaccante allora potrà sfruttarla con quello che viene chiamato
2989 ``\textit{symlink attack}'' dove nell'intervallo fra la generazione di un nome
2990 e l'accesso allo stesso, viene creato un collegamento simbolico con quel nome
2991 verso un file diverso, ottenendo, se il programma sotto attacco ne ha la
2992 capacità, un accesso privilegiato.\footnote{dal kernel 3.6 sono state
2993 introdotte delle contromisure, illustrate in
2994 sez.~\ref{sec:procadv_security_misc}, che rendono impraticabili questo tipo
2995 di attacchi ma questa non è una buona scusa per ignorare il problema.}
2997 \itindend{symlink~attack}
2999 La \acr{glibc} provvede varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
3000 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
3001 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
3002 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
3003 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
3007 \fdecl{char *tmpnam(char *string)}
3008 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
3010 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
3011 e \val{NULL} in caso di fallimento, non sono definiti errori.}
3014 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
3015 valido e non esistente al momento dell'invocazione. Se si è passato come
3016 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
3017 questo deve essere di dimensione \constd{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
3018 verrà copiato automaticamente, altrimenti il nome sarà generato in un buffer
3019 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
3020 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
3021 massimo di \constd{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
3022 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
3023 specificata dalla costante \constd{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
3024 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
3025 \headfile{stdio.h}.}
3027 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \funcm{tmpnam\_r}, che non
3028 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
3029 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
3030 esplicitamente, il suo prototipo è:
3034 \fdecl{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
3035 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
3037 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
3038 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il
3039 valore \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
3042 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
3043 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare con
3044 \code{free} il puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica
3045 un prefisso di massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione
3046 assegna come directory per il file temporaneo, verificando che esista e sia
3047 accessibile, la prima valida fra le seguenti:
3049 \item la variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
3050 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
3051 sez.~\ref{sec:file_special_perm}),
3052 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}),
3053 \item il valore della costante \const{P\_tmpdir},
3054 \item la directory \file{/tmp}.
3057 In ogni caso, anche se con queste funzioni la generazione del nome è casuale,
3058 ed è molto difficile ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro
3059 processo non possa avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del
3060 file, un altro file o un collegamento simbolico con lo stesso nome. Per questo
3061 motivo quando si usa il nome ottenuto da una di queste funzioni occorre sempre
3062 assicurarsi che non si stia usando un collegamento simbolico e aprire il nuovo
3063 file in modalità di esclusione (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file
3064 descriptor o con il flag ``\texttt{x}'' per gli \textit{stream}) che fa
3065 fallire l'apertura in caso il file sia già esistente. Essendo disponibili
3066 alternative migliori l'uso di queste funzioni è deprecato.
3068 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
3069 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
3070 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
3074 \fdecl{FILE *tmpfile(void)}
3075 \fdesc{Apre un file temporaneo in lettura/scrittura.}
3077 {La funzione ritorna il puntatore allo \textit{stream} associato al file
3078 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso
3079 \var{errno} assumerà uno dei valori:
3081 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
3082 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
3084 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
3085 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES} nel loro significato
3090 La funzione restituisce direttamente uno \textit{stream} già aperto (in
3091 modalità \code{w+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso,
3092 che viene automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal
3093 programma. Lo standard non specifica in quale directory verrà aperto il file,
3094 ma la \acr{glibc} prima tenta con \const{P\_tmpdir} e poi con
3095 \file{/tmp}. Questa funzione è rientrante e non soffre di problemi di
3096 \textit{race condition}.
3098 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
3099 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
3100 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
3101 conclusa da 6 caratteri ``\texttt{X}'' che verranno sostituiti da un codice
3102 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera soltanto un nome
3103 casuale, il suo prototipo è:
3107 \fdecl{char *mktemp(char *template)}
3108 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
3110 {La funzione ritorna il puntatore a \param{template} in caso di successo e
3111 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3113 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3117 La funzione genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
3118 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
3119 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
3120 alle possibili \textit{race condition} date per \func{tmpnam} continuano a
3121 valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni il valore usato per
3122 sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID} del processo più
3123 una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità diverse per il
3124 nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare. Per tutti
3125 questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere usata.
3127 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
3128 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
3133 \fdecl{int mkstemp(char *template)}
3134 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3137 {La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3139 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3141 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
3142 contenuto di \param{template} è indefinito.
3143 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3148 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
3149 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
3150 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
3151 sez.~\ref{sec:file_open_close}), in questo modo al ritorno della funzione si
3152 ha la certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
3153 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
3154 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
3155 partire dalla \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti della \acr{glibc} e
3156 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
3157 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
3158 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
3159 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
3160 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
3161 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
3165 \fdecl{int mkostemp(char *template, int flags)}
3166 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3168 {La funzione ritorna un file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3169 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3172 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
3173 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
3174 nell'apertura del file.
3177 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
3178 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
3179 funzione è stata introdotta nella \acr{glibc} a partire dalla versione
3180 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
3184 \fdecl{char *mkdtemp(char *template)}
3185 \fdesc{Crea una directory temporanea.}
3187 {La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso di successo
3188 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
3191 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3193 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
3196 La funzione crea una directory temporanea il cui nome è ottenuto sostituendo
3197 le \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (si veda
3198 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} per i dettagli). Dato che la creazione della
3199 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race condition}
3204 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
3205 \label{sec:file_infos}
3207 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
3208 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
3209 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'\textit{inode}. Vedremo
3210 in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni usando
3211 la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati memorizzati
3212 nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare
3213 tutte queste informazioni, eccetto quelle che riguardano la gestione del
3214 controllo di accesso, trattate in sez.~\ref{sec:file_access_control}.
3217 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
3218 \label{sec:file_stat}
3220 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
3221 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
3222 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
3223 funzioni di sistema \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui
3230 \fdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3231 \fdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3232 \fdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
3233 \fdesc{Leggono le informazioni di un file.}
3235 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3236 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3238 \item[\errcode{EOVERFLOW}] il file ha una dimensione che non può essere
3239 rappresentata nel tipo \type{off\_t} (può avvenire solo in caso di
3240 programmi compilati su piattaforme a 32 bit senza le estensioni
3241 (\texttt{-D \_FILE\_OFFSET\_BITS=64}) per file a 64 bit).
3243 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{ENOMEM}, per \func{stat} e
3244 \func{lstat} anche \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
3245 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fstat} anche \errval{EBADF},
3246 nel loro significato generico.}
3249 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file indicato
3250 da \param{file\_name} e le inserisce nel buffer puntato
3251 dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica a \func{stat}
3252 eccetto che se \param{file\_name} è un collegamento simbolico vengono lette le
3253 informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento. Infine
3254 \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già aperto, specificato
3255 tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
3257 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
3258 \headfiled{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
3259 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
3260 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}. In realtà la definizione
3261 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
3262 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
3263 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
3265 \begin{figure}[!htb]
3268 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3269 \includestruct{listati/stat.h}
3272 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
3274 \label{fig:file_stat_struct}
3277 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
3278 primitivi del sistema, di quelli definiti in
3279 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h},
3280 con l'eccezione di \typed{blksize\_t} e \typed{blkcnt\_t} che sono nuovi tipi
3281 introdotti per rendersi indipendenti dalla piattaforma.
3283 Benché la descrizione dei commenti di fig.~\ref{fig:file_stat_struct} sia
3284 abbastanza chiara, vale la pena illustrare maggiormente il significato dei
3285 campi di \struct{stat} su cui non torneremo in maggior dettaglio nel resto di
3289 \item Il campo \var{st\_nlink} contiene il numero di \textit{hard link} che
3290 fanno riferimento al file (il cosiddetto \textit{link count}) di cui abbiamo
3291 già parlato in numerose occasioni.
3293 \item Il campo \var{st\_ino} contiene il numero di \textit{inode} del file,
3294 quello viene usato all'interno del filesystem per identificarlo e che può
3295 essere usato da un programma per determinare se due \textit{pathname} fanno
3296 riferimento allo stesso file.
3298 \item Il campo \var{st\_dev} contiene il numero del dispositivo su cui risiede
3299 il file (o meglio il suo filesystem). Si tratta dello stesso numero che si
3300 usa con \func{mknod} e che può essere decomposto in \textit{major number} e
3301 \textit{minor number} con le macro \macro{major} e \macro{minor} viste in
3302 sez.~\ref{sec:file_mknod}.
3304 \item Il campo \var{st\_rdev} contiene il numero di dispositivo associato al
3305 file stesso ed ovviamente ha un valore significativo soltanto quando il file
3306 è un dispositivo a caratteri o a blocchi.
3308 \item Il campo \var{st\_blksize} contiene la dimensione dei blocchi di dati
3309 usati nell'I/O su disco, che è anche la dimensione usata per la
3310 bufferizzazione dei dati dalle librerie del C per l'interfaccia degli
3311 \textit{stream}. Leggere o scrivere blocchi di dati in dimensioni inferiori
3312 a questo valore è inefficiente in quanto le operazioni su disco usano
3313 comunque trasferimenti di questa dimensione.
3317 % TODO trattare anche statx, aggiunta con il kernel 4.11 (vedi
3318 % https://lwn.net/Articles/707602/ e
3319 % https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=a528d35e8bfcc521d7cb70aaf03e1bd296c8493f)
3322 \subsection{I tipi di file}
3323 \label{sec:file_types}
3325 Abbiamo sottolineato fin dall'introduzione che Linux, come ogni sistema
3326 unix-like, supporta oltre ai file ordinari e alle directory una serie di altri
3327 ``\textsl{tipi}'' di file che possono stare su un filesystem (elencati in
3328 tab.~\ref{tab:file_file_types}). Il tipo di file viene ritornato dalle
3329 funzioni della famiglia \func{stat} all'interno del campo \var{st\_mode} di
3330 una struttura \struct{stat}.
3332 Il campo \var{st\_mode} è una maschera binaria in cui l'informazione viene
3333 suddivisa nei vari bit che compongono, ed oltre a quelle sul tipo di file,
3334 contiene anche le informazioni relative ai permessi su cui torneremo in
3335 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Dato che i valori numerici usati per
3336 definire il tipo di file possono variare a seconda delle implementazioni, lo
3337 standard POSIX definisce un insieme di macro che consentono di verificare il
3338 tipo di file in maniera standardizzata.
3343 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
3345 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
3348 \macrod{S\_ISREG}\texttt{(m)} & File normale.\\
3349 \macrod{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & Directory.\\
3350 \macrod{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & Dispositivo a caratteri.\\
3351 \macrod{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & Dispositivo a blocchi.\\
3352 \macrod{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & \textit{Fifo}.\\
3353 \macrod{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & Collegamento simbolico.\\
3354 \macrod{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & Socket.\\
3357 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3358 \label{tab:file_type_macro}
3361 Queste macro vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
3362 standard per i collegamenti simbolici e i socket definite da BSD.\footnote{le
3363 ultime due macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che non sono presenti
3364 nello standard POSIX fino alla revisione POSIX.1-1996.} L'elenco completo
3365 delle macro con cui è possibile estrarre da \var{st\_mode} l'informazione
3366 relativa al tipo di file è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}, tutte
3367 le macro restituiscono un valore intero da usare come valore logico e prendono
3368 come argomento il valore di \var{st\_mode}.
3373 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
3375 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3378 \constd{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
3379 \constd{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
3380 \constd{S\_IFLNK} & 0120000 & Collegamento simbolico.\\
3381 \constd{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
3382 \constd{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
3383 \constd{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
3384 \constd{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
3385 \constd{S\_IFIFO} & 0010000 & \textit{Fifo}.\\
3387 \constd{S\_ISUID} & 0004000 & Set user ID (\acr{suid}) bit, vedi
3388 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3389 \constd{S\_ISGID} & 0002000 & Set group ID (\acr{sgid}) bit, vedi
3390 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3391 \constd{S\_ISVTX} & 0001000 & \acr{Sticky} bit, vedi
3392 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3394 \constd{S\_IRWXU} & 00700 & Maschera per i permessi del proprietario.\\
3395 \constd{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
3396 \constd{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
3397 \constd{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
3399 \constd{S\_IRWXG} & 00070 & Maschera per i permessi del gruppo.\\
3400 \constd{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
3401 \constd{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
3402 \constd{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
3404 \constd{S\_IRWXO} & 00007 & Maschera per i permessi di tutti gli altri\\
3405 \constd{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
3406 \constd{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3407 \constd{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3410 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
3411 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3412 \label{tab:file_mode_flags}
3415 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che semplificano
3416 l'operazione, è possibile usare direttamente il valore di \var{st\_mode} per
3417 ricavare il tipo di file controllando direttamente i vari bit in esso
3418 memorizzati. Per questo sempre in \headfile{sys/stat.h} sono definite le varie
3419 costanti numeriche riportate in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
3420 definiscono le maschere che consentono di selezionare non solo i dati relativi
3421 al tipo di file, ma anche le informazioni relative ai permessi su cui
3422 torneremo in sez.~\ref{sec:file_access_control}, ed identificare i rispettivi
3425 Le costanti che servono per la identificazione del tipo di file sono riportate
3426 nella prima sezione di tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, mentre le sezioni
3427 successive attengono alle costanti usate per i permessi. Il primo valore
3428 dell'elenco è la maschera binaria \const{S\_IFMT} che permette di estrarre da
3429 \var{st\_mode} (con un AND aritmetico) il blocco di bit nei quali viene
3430 memorizzato il tipo di file. I valori successivi sono le costanti
3431 corrispondenti ai vari tipi di file, e possono essere usate per verificare la
3432 presenza del tipo di file voluto ed anche, con opportune combinazioni,
3433 alternative fra più tipi di file.
3435 Si tenga presente però che a differenza dei permessi, l'informazione relativa
3436 al tipo di file non è una maschera binaria, per questo motivo se si volesse
3437 impostare una condizione che permetta di controllare se un file è una
3438 directory o un file ordinario non si possono controllare dei singoli bit, ma
3439 si dovrebbe usare una macro di preprocessore come:
3440 \includecodesnip{listati/is_regdir.h}
3441 in cui si estraggono ogni volta da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di
3442 file e poi si effettua il confronto con i due possibili tipi di file.
3445 \subsection{Le dimensioni dei file}
3446 \label{sec:file_file_size}
3448 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:file_stat_struct} che campo \var{st\_size} di
3449 una struttura \struct{stat} contiene la dimensione del file in byte. Questo
3450 però è vero solo se si tratta di un file regolare, mentre nel caso di un
3451 collegamento simbolico la dimensione è quella del \textit{pathname} che il
3452 collegamento stesso contiene, infine per le \textit{fifo} ed i file di dispositivo
3453 questo campo è sempre nullo.
3455 Il campo \var{st\_blocks} invece definisce la lunghezza del file in blocchi di
3456 512 byte. La differenza con \var{st\_size} è che in questo caso si fa
3457 riferimento alla quantità di spazio disco allocata per il file, e non alla
3458 dimensione dello stesso che si otterrebbe leggendolo sequenzialmente.
3460 Si deve tener presente infatti che la lunghezza del file riportata in
3461 \var{st\_size} non è detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su
3462 disco, e non solo perché la parte finale del file potrebbe riempire
3463 parzialmente un blocco. In un sistema unix-like infatti è possibile
3464 l'esistenza dei cosiddetti \textit{sparse file}, cioè file in cui sono
3465 presenti dei ``\textsl{buchi}'' (\textit{holes} nella nomenclatura inglese)
3466 che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file dopo aver
3467 eseguito uno spostamento oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio
3468 l'argomento in sez.~\ref{sec:file_lseek}).
3470 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
3471 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
3472 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
3473 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
3474 caso per i ``\textsl{buchi}'' vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
3475 risultato di \cmd{ls}.
3477 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra o usando la
3478 funzione \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) per spostarsi oltre la
3479 sua fine, esistono anche casi in cui si può avere bisogno di effettuare un
3480 troncamento, scartando i dati presenti al di là della dimensione scelta come
3481 nuova fine del file.
3483 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
3484 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
3485 dimensione si possono usare le due funzioni di sistema \funcd{truncate} e
3486 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
3490 \fdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
3491 \fdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
3492 \fdesc{Troncano un file.}
3494 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3495 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3497 \item[\errcode{EINTR}] si è stati interrotti da un segnale.
3498 \item[\errcode{EINVAL}] \param{length} è negativa o maggiore delle
3499 dimensioni massime di un file.
3500 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta il troncamento di un file.
3501 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
3503 per entrambe, mentre per \func{ftruncate} si avranno anche:
3505 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3506 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è un riferimento a un file o non è
3507 aperto in scrittura.
3509 e per \func{truncate} si avranno anche:
3511 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file o il
3512 permesso di attraversamento di una delle componenti del \textit{pathname}.
3513 \item[\errcode{EISDIR}] \param{file\_name} fa riferimento ad una directory.
3515 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
3516 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}
3517 nel loro significato generico.}
3520 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
3521 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
3522 fatto che il file viene indicato con un \textit{pathname} per \func{truncate}
3523 e con un file descriptor per \funcd{ftruncate}. Si tenga presente che se il
3524 file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
3527 Il comportamento in caso di lunghezza del file inferiore a \param{length} non
3528 è specificato e dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato
3529 invariato o esteso fino alla lunghezza scelta. Nel caso di Linux viene esteso
3530 con la creazione di un \textsl{buco} nel file e ad una lettura si otterranno
3531 degli zeri, si tenga presente però che questo comportamento è supportato solo
3532 per filesystem nativi, ad esempio su un filesystem non nativo come il VFAT di
3533 Windows questo non è possibile.
3536 \subsection{I tempi dei file}
3537 \label{sec:file_file_times}
3539 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, che sono registrati
3540 nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file. Questi possono
3541 essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso
3542 tre campi della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
3543 significato di questi tempi e dei relativi campi della struttura \struct{stat}
3544 è illustrato nello schema di tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
3545 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
3546 valore del tempo è espresso nel cosiddetto \textit{calendar time}, su cui
3547 torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3552 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3554 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3555 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3558 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3559 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3560 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3561 \func{write}, \func{utime} & default\\
3562 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3563 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3566 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3567 \label{tab:file_file_times}
3570 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3571 ultima modifica (il \textit{modification time}) riportato in \var{st\_mtime},
3572 ed il tempo di ultimo cambiamento di stato (il \textit{change status time})
3573 riportato in \var{st\_ctime}. Il primo infatti fa riferimento ad una modifica
3574 del contenuto di un file, mentre il secondo ad una modifica dei metadati
3575 dell'\textit{inode}. Dato che esistono molte operazioni, come la funzione
3576 \func{link} e altre che vedremo in seguito, che modificano solo le
3577 informazioni contenute nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del
3578 file, diventa necessario l'utilizzo di questo secondo tempo.
3580 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3581 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati perché
3582 più recenti dei loro sorgenti oppure dai programmi di backup, talvolta insieme
3583 anche al tempo di cambiamento di stato, per decidere quali file devono essere
3584 aggiornati nell'archiviazione. Il tempo di ultimo accesso viene di solito
3585 usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un certo
3586 lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa per
3587 cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3588 marcare i messaggi di posta che risultano letti.
3590 Il sistema non tiene mai conto dell'ultimo accesso all'\textit{inode},
3591 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
3592 sui tre tempi. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o
3593 \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima
3594 colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}. Si noti anche come non esista, a
3595 differenza di altri sistemi operativi, un \textsl{tempo di creazione} di un
3598 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3599 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3600 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3601 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3602 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3603 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3604 portatili, o i cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3607 Per questo motivo abbiamo visto in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting} come
3608 nello sviluppo del kernel siano stati introdotti degli opportuni \textit{mount
3609 flag} che consentissero di evitare di aggiornare continuamente una
3610 informazione che nella maggior parte dei casi non interessa. Per questo i
3611 valori che si possono trovare per l'\textit{access time} dipendono dalle
3612 opzioni di montaggio, ed anche, essendo stato cambiato il comportamento di
3613 default a partire dalla versione 2.6.30, dal kernel che si sta usando.
3615 In generale quello che si ha con i kernel più recenti è che il tempo di ultimo
3616 accesso viene aggiornato solo se è precedente al tempo di ultima modifica o
3617 cambiamento, o se è passato più di un giorno dall'ultimo accesso. Così si può
3618 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo una modifica e che il file
3619 viene comunque osservato regolarmente, conservando tutte le informazioni
3620 veramente utili senza dover consumare risorse in scritture continue per
3621 mantenere costantemente aggiornata una informazione che a questo punto non ha
3622 più nessuna rilevanza pratica.\footnote{qualora ce ne fosse la necessità è
3623 comunque possibile, tramite l'opzione di montaggio \texttt{strictatime},
3624 richiedere in ogni caso il comportamento tradizionale.}
3629 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3631 \multicolumn{1}{|p{2.3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3632 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3633 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3634 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3635 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3636 &\multicolumn{1}{|p{3.cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3639 \multicolumn{1}{|p{2.3cm}|}{}
3640 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3641 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3642 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3643 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3644 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3645 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3646 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3649 \func{chmod}, \func{fchmod}
3650 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3651 \func{chown}, \func{fchown}
3652 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3654 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3655 con \const{O\_CREATE} \\
3657 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3658 con \const{O\_TRUNC} \\
3660 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3662 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3664 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3666 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3668 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3670 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3672 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3673 con \const{O\_CREATE} \\
3675 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3676 con \const{O\_TRUNC} \\
3678 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3680 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3682 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3683 se esegue \func{unlink}\\
3685 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3686 se esegue \func{rmdir}\\
3688 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3689 per ambo gli argomenti\\
3691 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3693 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3695 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3697 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3699 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3701 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3703 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3706 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3707 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento di
3708 stato \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3709 \label{tab:file_times_effects}
3713 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3714 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3715 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3716 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3717 lo contiene. Questi ultimi possono essere capiti immediatamente se si tiene
3718 conto di quanto già detto e ripetuto a partire da
3719 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, e cioè che anche le directory sono anch'esse
3720 file che contengono una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del
3721 tutto analoga a tutti gli altri.
3723 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3724 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3725 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di ultima
3726 modifica. Un esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione
3727 di un file, invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha
3728 effetti solo sui tempi di quest'ultimo.
3730 Si ricordi infine come \var{st\_ctime} non è il tempo di creazione del file,
3731 che in Unix non esiste, anche se può corrispondervi per file che non sono mai
3732 stati modificati. Per questo motivo, a differenza di quanto avviene con altri
3733 sistemi operativi, quando si copia un file, a meno di preservare
3734 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3735 avrà sempre il tempo corrente in cui si è effettuata la copia come data di
3738 I tempi di ultimo accesso ed ultima modifica possono essere modificati
3739 esplicitamente usando la funzione di sistema \funcd{utime}, il cui prototipo
3744 \fdecl{int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3745 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso ed ultima modifica di un file.}
3748 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3749 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3751 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di attraversamento per uno dei
3752 componenti di \param{filename} o \param{times} è \val{NULL} e non si ha il
3753 permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del file o non si
3754 hanno i privilegi di amministratore.
3755 \item[\errcode{EPERM}] \param{times} non è \val{NULL}, e non si è
3756 proprietari del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
3758 ed inoltre \errval{ENOENT} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
3761 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e di ultima modifica del file
3762 specificato dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento
3763 il puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata
3764 in fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3765 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3766 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3768 \begin{figure}[!htb]
3769 \footnotesize \centering
3770 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3771 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3774 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3776 \label{fig:struct_utimebuf}
3779 L'effetto della funzione ed i privilegi necessari per eseguirla dipendono dal
3780 valore dell'argomento \param{times}. Se è \val{NULL} la funzione imposta il
3781 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file o essere
3782 proprietari del file o avere i privilegi di amministratore. Se invece si è
3783 specificato un valore diverso la funzione avrà successo solo se si è
3784 proprietari del file o se si hanno i privilegi di amministratore.\footnote{per
3785 essere precisi la capacità \const{CAP\_FOWNER}, vedi
3786 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} In entrambi i casi per verificare la
3787 proprietà del file viene utilizzato l'\ids{UID} effettivo del processo.
3789 Si tenga presente che non è possibile modificare manualmente il tempo di
3790 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3791 tutte le volte che si modifica l'\textit{inode}, e quindi anche alla chiamata
3792 di \func{utime}. Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che
3793 si possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
3794 realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere al file di
3795 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
3796 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è più complicata da
3797 realizzare.\footnote{esistono comunque molti programmi che consentono di farlo
3798 con relativa semplicità per cui non si dia per scontato che il valore sia
3799 credibile in caso di macchina compromessa.}
3801 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3802 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3803 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3804 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3805 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3806 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3807 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3808 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3809 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3812 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3813 di sistema, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3814 precisione; il suo prototipo è:
3818 \fdecl{int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3819 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso e ultima modifica di un file.}
3821 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3822 caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di \func{utime}.}
3825 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3826 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3827 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3828 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3829 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3830 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3831 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3833 \begin{figure}[!htb]
3834 \footnotesize \centering
3835 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3836 \includestruct{listati/timeval.h}
3839 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3840 con la precisione del microsecondo.}
3841 \label{fig:sys_timeval_struct}
3844 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3845 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3846 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3847 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file già
3848 aperto o di eseguirla direttamente su un collegamento simbolico. I relativi
3853 \fdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])}
3854 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3855 \fdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3856 \fdesc{Cambia i tempi di un collegamento simbolico.}
3859 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3860 caso \var{errno} assumerà uno gli stessi valori di \func{utimes}, con in più
3863 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3864 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3868 Le due funzioni hanno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3869 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3870 si può indicare il file su cui operare se questo è già aperto facendo
3871 riferimento al suo file descriptor, mentre con \func{lutimes} nel caso in
3872 cui \param{filename} sia un collegamento simbolico saranno modificati i suoi
3873 tempi invece di quelli del file a cui esso punta.
3875 Nonostante il kernel nelle versioni più recenti supporti, come accennato,
3876 risoluzioni dei tempi dei file fino al nanosecondo, le funzioni fin qui
3877 esaminate non consentono di impostare valori con questa precisione. Per questo
3878 sono state introdotte due nuove funzioni di sistema, \funcd{futimens} e
3879 \funcd{utimensat}, in grado di eseguire questo compito; i rispettivi prototipi
3884 \fdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])}
3885 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3886 \fdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3887 timespec times[2], int flags)}
3888 \fdesc{Cambia i tempi di un file.}
3891 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3892 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3894 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesta l'impostazione del tempo corrente ma
3895 non si ha il permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del
3896 file o non si hanno i privilegi di amministratore; oppure il file è
3897 immutabile (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3898 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido (solo
3899 \func{futimens}), oppure \param{dirfd} non è \const{AT\_FDCWD} o un file
3900 descriptor valido (solo \func{utimensat}).
3901 \item[\errcode{EFAULT}] \param{times} non è un puntatore valido (per
3902 entrambe), oppure \param{dirfd} è \const{AT\_FDCWD} ma \param{pathname} è
3903 \var{NULL} o non è un puntatore valido (solo \func{utimensat}).
3904 \item[\errcode{EINVAL}] si sono usati dei valori non corretti per i tempi
3905 di \param{times} (per entrambe), oppure è si usato un valore non valido
3906 per \param{flags}, oppure \param{pathname} è \var{NULL}, \param{dirfd} non
3907 è \const{AT\_FDCWD} e \param{flags} contiene \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}
3908 (solo \func{utimensat}).
3909 \item[\errcode{EPERM}] si è richiesto un cambiamento nei tempi non al tempo
3910 corrente, ma non si è proprietari del file o non si hanno i privilegi di
3911 amministratore; oppure il file è immutabile o \textit{append-only} (vedi
3912 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3913 \item[\errcode{ESRCH}] non c'è il permesso di attraversamento per una delle
3914 componenti di \param{pathname} (solo \func{utimensat})
3916 ed inoltre per entrambe \errval{EROFS} e per \func{utimensat}
3917 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel
3918 loro significato generico.}
3921 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3922 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec}, la cui definizione è
3923 riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}, che permette di specificare
3924 un valore dei tempi con una precisione fino al nanosecondo.
3926 \begin{figure}[!htb]
3927 \footnotesize \centering
3928 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3929 \includestruct{listati/timespec.h}
3932 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3933 con la precisione del nanosecondo.}
3934 \label{fig:sys_timespec_struct}
3937 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3938 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3939 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3940 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3941 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3942 con \constd{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3943 \constd{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3944 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3945 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3946 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3948 Queste due funzioni sono una estensione definita nella revisione POSIX.1-2008
3949 dello standard POSIX, in Linux sono state introdotte a partire dal kernel
3950 2.6.22,\footnote{si tenga presente però che per kernel precedenti il 2.6.26 le
3951 due funzioni sono difettose nel rispetto di alcuni requisiti minori dello
3952 standard e nel controllo della correttezza dei tempi, per i dettagli dei
3953 quali si rimanda alla pagina di manuale.} e supportate dalla \acr{glibc} a
3954 partire dalla versione 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel
3955 2.6.16, era stata introdotta una \textit{system call} \funcm{futimesat}
3956 seguendo una bozza della revisione dello standard poi modificata; questa
3957 funzione, sostituita da \func{utimensat}, è stata dichiarata obsoleta, non è
3958 supportata da nessuno standard e non deve essere più utilizzata: pertanto
3959 non ne parleremo.} La prima è sostanzialmente una estensione di
3960 \func{futimes} che consente di specificare i tempi con precisione maggiore, la
3961 seconda supporta invece, rispetto ad \func{utimes}, una sintassi più complessa
3962 che consente una indicazione sicura del file su cui operare specificando la
3963 directory su cui si trova tramite il file descriptor \param{dirfd} ed il suo
3964 nome come \textit{pathname relativo} in \param{pathname}.\footnote{su Linux
3965 solo \func{utimensat} è una \textit{system call} e \func{futimens} è una
3966 funzione di libreria, infatti se \param{pathname} è \var{NULL} \param{dirfd}
3967 viene considerato un file descriptor ordinario e il cambiamento del tempo
3968 applicato al file sottostante, qualunque esso sia, per cui
3969 \code{futimens(fd, times}) è del tutto equivalente a \code{utimensat(fd,
3972 Torneremo su questa sintassi e sulla sua motivazione in
3973 sez.~\ref{sec:file_openat}, quando tratteremo tutte le altre funzioni (le
3974 cosiddette \textit{at-functions}) che la utilizzano; essa prevede comunque
3975 anche la presenza dell'argomento \param{flags} con cui attivare flag di
3976 controllo che modificano il comportamento della funzione, nel caso specifico
3977 l'unico valore consentito è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW} che indica alla
3978 funzione di non dereferenziare i collegamenti simbolici, cosa che le permette
3979 di riprodurre le funzionalità di \func{lutimes}.
3984 \section{Il controllo di accesso ai file}
3985 \label{sec:file_access_control}
3987 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3988 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3989 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3990 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono utilizzabili
3991 anche filesystem di altri sistemi operativi, che non supportano queste
3992 caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
3993 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3996 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3997 \label{sec:file_perm_overview}
3999 Ad ogni file Linux associa sempre, oltre ad un insieme di permessi, l'utente
4000 che ne è proprietario (il cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di
4001 appartenenza, indicati dagli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e
4002 \ids{GID}) di cui abbiamo già parlato in
4003 sez.~\ref{sec:proc_access_id}.\footnote{questo è vero solo per filesystem di
4004 tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem VFAT di Windows, che non
4005 fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per il quale queste
4006 proprietà vengono assegnate in maniera fissa con opportune opzioni di
4007 montaggio.} Anche questi sono mantenuti sull'\textit{inode} insieme alle
4008 altre proprietà e sono accessibili da programma tramite la funzione
4009 \func{stat} (trattata in sez.~\ref{sec:file_stat}), che restituisce l'utente
4010 proprietario nel campo \var{st\_uid} ed il gruppo proprietario nel campo
4011 \var{st\_gid} della omonima struttura \struct{stat}.
4013 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
4014 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
4015 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
4016 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
4017 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
4018 controllo ancora più sofisticati come il \textit{Mandatory Access Control}
4019 di \textit{SELinux} e delle altre estensioni come \textit{Smack} o
4020 \textit{AppArmor}.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è
4021 più che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre
4022 permessi di base associati ad ogni file sono:
4024 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
4026 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
4027 dall'inglese \textit{write}).
4028 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
4029 dall'inglese \textit{execute}).
4031 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
4033 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
4034 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
4036 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
4039 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
4040 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
4041 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
4042 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
4046 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
4047 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
4048 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
4049 \label{fig:file_perm_bit}
4052 I restanti tre bit (noti come \textit{suid bit}, \textit{sgid bit}, e
4053 \textit{sticky bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più
4054 complesse del meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito
4055 (in sez.~\ref{sec:file_special_perm}), lo schema di allocazione dei bit è
4056 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Come tutte le altre proprietà di
4057 un file anche i permessi sono memorizzati nell'\textit{inode}, e come
4058 accennato in sez.~\ref{sec:file_types} essi sono vengono restituiti in una
4059 parte del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di nuovo
4060 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
4062 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
4063 \texttt{u} (per \textit{user}), \texttt{g} (per \textit{group}) e \texttt{o}
4064 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
4065 insieme si usa la lettera \texttt{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
4066 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso a
4067 suo tempo nel VMS, si parla dei permessi base come di permessi per
4068 \textit{owner}, \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar
4069 luogo a confusione. Le costanti che permettono di accedere al valore numerico
4070 di questi bit nel campo \var{st\_mode}, già viste in
4071 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, sono riportate per chiarezza una seconda volta
4072 in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
4077 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
4079 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
4082 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
4083 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
4084 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
4086 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
4087 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
4088 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
4090 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
4091 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
4092 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
4095 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
4096 \texttt{<sys/stat.h>}}
4097 \label{tab:file_bit_perm}
4100 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
4101 che si riferiscano a dei file, dei collegamenti simbolici o delle directory;
4102 qui ci limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli
4105 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
4106 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
4107 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
4108 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
4109 esecuzione). Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che
4110 essa può essere attraversata nella risoluzione del \textit{pathname}, e per
4111 questo viene anche chiamato permesso di attraversamento. Esso è sempre
4112 distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
4113 contenuto della directory.
4115 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
4116 lettura si potrà lo stesso aprire un file all'interno di una directory (se si
4117 hanno i permessi adeguati per il medesimo) ma non si potrà vederlo con
4118 \cmd{ls} mancando il permesso di leggere il contenuto della directory. Per
4119 crearlo o rinominarlo o cancellarlo invece occorrerà avere anche il permesso
4120 di scrittura per la directory.
4122 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
4123 (si veda quanto riportato in sez.~\ref{sec:file_open_close}) di sola lettura o
4124 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
4125 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
4126 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file o per
4127 aggiornare il suo tempo di ultima modifica al tempo corrente, ma non per
4128 modificare arbitrariamente quest'ultimo, operazione per la quale, come per
4129 buona parte delle modifiche effettuate sui metadati del file, occorre esserne
4132 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
4133 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione. Gli
4134 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
4135 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
4136 disco). Per la cancellazione non è necessario nessun tipo di permesso per il
4137 file stesso dato che, come illustrato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}
4138 esso non viene toccato, nella cancellazione infatti viene solo modificato il
4139 contenuto della directory, rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento. Lo
4140 stesso vale per poter rinominare o spostare il file in altra directory, in
4141 entrambi i casi occorrerà il permesso di scrittura sulle directory che si
4144 Per poter eseguire un file, che sia un programma compilato od uno script di
4145 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel, occorre
4146 oltre al permesso di lettura per accedere al contenuto avere anche il permesso
4147 di esecuzione. Inoltre solo i file regolari possono essere eseguiti. Per i
4148 file di dispositivo i permessi validi sono solo quelli di lettura e scrittura,
4149 che corrispondono al poter eseguire dette operazioni sulla periferica
4152 I permessi per un collegamento simbolico sono ignorati, contano quelli del
4153 file a cui fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta
4154 per un collegamento simbolico tutti i permessi come concessi. Utente e gruppo
4155 a cui esso appartiene vengono pure ignorati quando il collegamento viene
4156 risolto, vengono controllati solo quando viene richiesta la rimozione del
4157 collegamento e quest'ultimo è in una directory con lo \textit{sticky bit}
4158 impostato (si veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
4160 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
4161 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
4162 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
4163 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
4164 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
4165 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
4166 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
4167 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
4168 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
4171 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
4172 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
4173 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
4174 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
4175 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
4176 cui l'utente appartiene.
4178 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
4179 di accesso sono i seguenti:
4181 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
4182 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo. Per
4183 questo motivo l'amministratore ha piena libertà di accesso a tutti i file.
4184 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
4185 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
4188 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di
4189 \textit{user-read} se il processo vuole accedere in lettura, quello di
4190 \textit{user-write} per l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi
4191 d'accesso dell'utente è impostato, l'accesso è consentito;
4192 \item altrimenti l'accesso è negato.
4194 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4195 del processo corrispondono al \ids{GID} del file allora:
4197 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
4199 \item altrimenti l'accesso è negato.
4201 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
4202 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4205 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
4206 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un
4207 file, l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per
4208 l'utente; i permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso
4209 vale se il processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i
4210 permessi per tutti gli altri non vengono controllati.
4212 Questo significa che se si è proprietari di un file ma non si ha il permesso
4213 di scrittura, non vi si potrà scrivere anche se questo fosse scrivibile per
4214 tutti gli altri. Permessi di questo tipo sono ovviamente poco ortodossi, e
4215 comunque, come vedremo in sez.~\ref{sec:file_perm_management}, il proprietario
4216 di un file può sempre modificarne i permessi, e riassegnarsi un eventuale
4217 permesso di scrittura mancante.
4219 \itindbeg{file~attributes}
4221 A questi che sono i permessi ordinari si aggiungono, per i filesystem che
4222 supportano questa estensione, due permessi speciali mantenuti nei cosiddetti
4223 \textit{file attributes}, che si possono leggere ed impostare con i comandi
4224 \cmd{lsattr} e \cmd{chattr}.\footnote{per l'utilizzo di questi comandi e per
4225 le spiegazioni riguardo tutti gli altri \textit{file attributes} si rimanda
4226 alla sezione 1.4.4 di \cite{AGL}.}
4228 Il primo è il cosiddetto attributo di immutabilità (\textit{immutable},
4229 identificato dalla lettera \texttt{i}) che impedisce ogni modifica al file,
4230 \textit{inode} compreso. Questo significa non solo che non se ne può cambiare
4231 il contenuto, ma neanche nessuna delle sue proprietà, ed in particolare non si
4232 può modificare nei permessi o nei tempi o nel proprietario ed inoltre, visto
4233 che non se può modificare il \textit{link count}, non si può neanche
4234 cancellare, rinominare, o creare \textit{hard link} verso di esso.
4236 Il secondo è il cosiddetto attributo di \textit{append-only}, (identificato
4237 dalla lettera \texttt{a}) che consente soltanto la scrittura in coda al
4238 file. Il file cioè può essere soltanto esteso nel contenuto, ma i suoi
4239 metadati, a parte i tempi che però possono essere impostati al valore
4240 corrente, non possono essere modificati in alcun modo, quindi di nuovo non si
4241 potrà cancellare, rinominare, o modificare nei permessi o nelle altre
4244 Entrambi questi attributi attivano queste restrizioni a livello di filesystem,
4245 per cui a differenza dei permessi ordinari esse varranno per qualunque utente
4246 compreso l'amministratore. L'amministratore è l'unico che può attivare o
4247 disattivare questi attributi,\footnote{più precisamente un processo con la
4248 capacità \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, vedi
4249 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} e potendo rimuoverli è comunque capace di
4250 tornare in grado di eseguire qualunque operazione su un file immutabile o
4251 \textit{append-only}.
4253 \itindend{file~attributes}
4257 \subsection{I bit dei permessi speciali}
4258 \label{sec:file_special_perm}
4263 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
4264 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
4265 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
4266 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
4267 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
4268 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
4269 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
4271 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
4272 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
4273 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
4274 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
4275 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
4277 Se però il file del programma, che ovviamente deve essere
4278 eseguibile,\footnote{anzi più precisamente un binario eseguibile: per motivi
4279 di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid} per gli script
4280 eseguibili.} ha il bit \acr{suid} impostato, il kernel assegnerà come
4281 \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del proprietario del file al
4282 posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere il bit \acr{sgid}
4283 impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del processo. É
4284 comunque possibile riconoscere questa situazione perché il cambiamento viene
4285 effettuato solo sugli identificativi del gruppo \textit{effective}, mentre
4286 quelli dei gruppi \textit{real} e \textit{saved} restano quelli dell'utente
4287 che ha eseguito il programma.
4289 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
4290 di usare programmi che richiedono privilegi speciali. L'esempio classico è il
4291 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
4292 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
4293 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
4294 il comando \cmd{passwd} appartiene in genere all'utente \textit{root} ma ha il
4295 bit \acr{suid} impostato, per cui quando viene lanciato da un utente normale
4296 ottiene comunque i privilegi di amministratore.
4298 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
4299 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
4300 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
4301 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
4302 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
4304 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
4305 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera ``\cmd{s}'' al posto della
4306 ``\cmd{x}'' in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa
4307 lettera ``\cmd{s}'' può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare
4308 questi bit. Infine questi bit possono essere controllati all'interno di
4309 \var{st\_mode} con l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e
4310 \const{S\_IGID}, i cui valori sono riportati in
4311 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
4313 Gli stessi bit vengono ad assumere un significato completamente diverso per le
4314 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
4315 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
4316 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
4319 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata da
4320 SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo sia
4321 anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare per
4322 quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
4323 dettaglio più avanti, in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4328 \itindbeg{sticky~bit}
4330 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
4331 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
4332 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
4333 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
4334 si poteva impostare questo bit.
4336 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
4337 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
4338 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
4339 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
4340 continuo o una partizione indicizzata direttamente si poteva risparmiare in
4341 tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la struttura del
4342 filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera ``\texttt{t}''
4343 al posto della ``\texttt{x}'' nei permessi per gli altri.
4345 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
4346 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
4347 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
4348 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
4349 sostanzialmente inutile questo procedimento.
4351 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
4352 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
4353 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
4354 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
4355 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
4356 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
4359 \item l'utente è proprietario del file,
4360 \item l'utente è proprietario della directory,
4361 \item l'utente è l'amministratore.
4364 Un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
4365 cui permessi infatti di solito sono i seguenti:
4367 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{ls -ld /tmp}
4368 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
4371 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
4372 utente nel sistema può creare dei file in questa directory, che come
4373 suggerisce il nome è normalmente utilizzata per la creazione di file
4374 temporanei, ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
4375 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
4376 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
4378 \itindend{sticky~bit}
4382 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
4383 \label{sec:file_perm_management}
4385 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
4386 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
4387 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
4388 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
4389 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
4390 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
4391 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
4393 Per far questo si può usare la funzione di sistema \funcd{access}, il cui
4398 \fdecl{int access(const char *pathname, int mode)}
4399 \fdesc{Verifica i permessi di accesso.}
4402 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4403 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4405 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
4406 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
4407 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
4408 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
4409 un filesystem montato in sola lettura.
4410 \item[\errcode{ETXTBSY}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un
4411 eseguibile binario correntemente in esecuzione.
4413 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
4414 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
4415 significato generico.}
4418 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
4419 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
4420 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
4421 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
4422 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
4423 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
4424 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
4425 riferisca ad un collegamento simbolico, questo viene seguito ed il controllo è
4426 fatto sul file a cui esso fa riferimento.
4428 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso per \param{pathname},
4429 ma occorre poter risolvere quest'ultimo, e se non c'è il permesso di
4430 esecuzione per una qualunque delle sue componenti la funzione fallirà
4431 indipendentemente dai permessi del file. Si tenga presente poi che il fatto
4432 che una directory abbia permesso di scrittura non significa che vi si possa
4433 scrivere come fosse un file, e che se un file ha il permesso di esecuzione non
4434 è detto che sia eseguibile. La funzione ha successo solo se tutti i permessi
4435 controllati sono disponibili.
4440 \begin{tabular}{|c|l|}
4442 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
4445 \constd{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
4446 \constd{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
4447 \constd{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
4448 \constd{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
4451 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{mode} della funzione
4453 \label{tab:file_access_mode_val}
4456 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
4457 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
4458 l'uso del \textit{suid bit}) che vuole controllare se l'utente originale ha i
4459 permessi per accedere ad un certo file, ma eseguire questo controllo prima di
4460 aprire il file espone al rischio di una \textit{race condition} che apre ad un
4461 possibile \textit{symlink attack} fra il controllo e l'apertura del file. In
4462 questo caso è sempre opportuno usare invece la funzione \func{faccessat} che
4463 tratteremo insieme alle altre \textit{at-functions} in
4464 sez.~\ref{sec:file_openat}.
4466 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcm{euidaccess} e
4467 \funcm{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
4468 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
4469 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
4470 prototipo\footnote{in realtà \funcm{eaccess} è solo un sinonimo di
4471 \funcm{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
4472 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
4473 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
4476 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
4477 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
4478 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
4483 \fdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)}
4484 \fdesc{Cambia i permessi del file indicato da \param{path} al valore indicato
4486 \fdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)}
4487 \fdesc{Analoga alla precedente, ma usa il file descriptor \param{fd} per
4492 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4493 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4495 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4496 proprietario del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
4497 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
4499 ed inoltre per entrambe \errval{EIO}, per \func{chmod} \errval{EACCES},
4500 \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
4501 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchmod} \errval{EBADF} nel loro
4502 significato generico.}
4506 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
4507 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
4508 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi
4514 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
4516 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
4519 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID bit.\\
4520 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID bit.\\
4521 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit.\\
4523 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
4524 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
4525 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
4526 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
4528 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
4529 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
4530 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
4531 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
4533 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
4534 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
4535 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
4536 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
4539 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
4540 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
4541 \label{tab:file_permission_const}
4544 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
4545 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}, e corrispondono agli stessi valori
4546 usati per \var{st\_mode} in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}. Il valore
4547 di \param{mode} può essere ottenuto combinando fra loro con un OR binario le
4548 costanti simboliche relative ai vari bit, o specificato direttamente, come per
4549 l'omonimo comando di shell, con un valore numerico (la shell lo vuole in
4550 ottale, dato che i bit dei permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si
4551 può calcolare direttamente usando lo schema di utilizzo dei bit illustrato in
4552 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4554 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
4555 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
4556 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
4557 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
4558 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
4560 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
4561 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
4562 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
4563 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
4564 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
4566 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
4567 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
4568 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
4569 in particolare accade che:
4571 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
4572 l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
4573 cancellato, senza notifica di errore, qualora sia stato indicato
4575 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
4576 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
4577 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
4578 Per evitare che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente
4579 ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente
4580 cancellato da \param{mode}, senza notifica di errore, qualora il gruppo del
4581 file non corrisponda a quelli associati al processo; la cosa non avviene
4582 quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero.
4585 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
4586 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
4587 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
4588 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
4589 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
4590 permessi di un file qualora un processo che non appartenga
4591 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
4592 della capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
4593 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
4594 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
4595 perdita di questo privilegio.
4597 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
4598 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
4599 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
4600 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open_close}, permettono di indicare
4601 esplicitamente i permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile
4602 per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza
4603 di utenti e gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia
4604 nativa quando i permessi non vengono indicati esplicitamente.
4608 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
4609 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
4610 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
4611 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
4612 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
4613 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
4614 \kstruct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera
4615 di bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
4616 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
4617 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
4618 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
4619 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
4620 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
4623 La funzione di sistema che permette di impostare il valore di questa maschera
4624 di controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
4628 \fdecl{mode\_t umask(mode\_t mask)}
4629 \fdesc{Imposta la maschera dei permessi.}
4632 {La funzione ritorna il precedente valore della maschera, non sono previste
4633 condizioni di errore.}
4636 La funzione imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato
4637 da \param{mask}, di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi. In
4638 genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che escluda
4639 preventivamente alcuni permessi, il caso più comune è eliminare il permesso di
4640 scrittura per il gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore
4641 per \param{mask} pari a $022$. In questo modo è possibile cancellare
4642 automaticamente i permessi non voluti. Di norma questo valore viene impostato
4643 una volta per tutte al login (a $022$ se non indicato altrimenti), e gli
4644 utenti non hanno motivi per modificarlo.
4649 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
4650 \label{sec:file_ownership_management}
4652 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_open_close} con quali funzioni si possono creare
4653 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
4654 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
4655 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
4656 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
4657 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
4659 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
4660 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
4661 prevede due diverse possibilità:
4663 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} effettivo del
4665 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} della directory in
4669 In genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
4670 semantica BSD. Linux invece segue normalmente quella che viene chiamata
4671 semantica SVr4: di norma un nuovo file viene creato, seguendo la prima
4672 opzione, con il \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene
4673 creato ha il bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda
4674 opzione. L'adozione di questa semantica però può essere controllata,
4675 all'interno di alcuni filesystem,\footnote{con il kernel 2.6.25 questi erano
4676 \acr{ext2}, \acr{ext3}, \acr{ext4}, e XFS.} con l'uso dell'opzione di
4677 montaggio \texttt{grpid}, che se attivata fa passare all'uso della semantica
4680 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
4681 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
4682 partenza, in tutte le sotto-directory. La semantica SVr4 offre la possibilità
4683 di scegliere, ma per ottenere lo stesso risultato di coerenza che si ha con
4684 quella di BSD necessita che quando si creano nuove directory venga propagato
4685 il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento predefinito del comando
4686 \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che le varie distribuzioni
4687 assicurano che le sotto-directory create nella home di un utente restino
4688 sempre con il \ids{GID} del gruppo primario dello stesso.
4690 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4691 directory contenenti file condivisi da un gruppo di utenti in cui possono
4692 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4693 utenti vi creano appartengano allo gruppo stesso. Questo non risolve però
4694 completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4695 gruppo, in quanto di default i permessi assegnati al gruppo non sono
4696 sufficienti per un accesso in scrittura; in questo caso si deve aver cura di
4697 usare prima della creazione dei file un valore per \textit{umask} lasci il
4698 permesso di scrittura.\footnote{in tal caso si può assegnare agli utenti del
4699 gruppo una \textit{umask} di $002$, anche se la soluzione migliore in questo
4700 caso è usare una ACL di default (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4702 Come avviene nel caso dei permessi esistono anche delle appropriate funzioni
4703 di sistema, \funcd{chown} \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di
4704 cambiare sia l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi
4710 \fdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4711 \fdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4712 \fdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4713 \fdesc{Cambiano proprietario e gruppo proprietario di un file.}
4716 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4717 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4719 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4720 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi.
4722 ed inoltre per tutte \errval{EROFS} e \errval{EIO}, per \func{chown}
4723 \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
4724 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchown}
4725 \errval{EBADF} nel loro significato generico.}
4728 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4729 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}. Con Linux solo
4730 l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la capacità
4731 \const{CAP\_CHOWN}, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il
4732 proprietario di un file; in questo viene seguita la semantica usata da BSD che
4733 non consente agli utenti di assegnare i loro file ad altri utenti evitando
4734 eventuali aggiramenti delle quote. L'amministratore può cambiare sempre il
4735 gruppo di un file, il proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che
4736 gli appartengono e solo se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei
4737 gruppi di cui fa parte.
4739 La funzione \func{chown} segue i collegamenti simbolici, per operare
4740 direttamente su un collegamento simbolico si deve usare la funzione
4741 \func{lchown}.\footnote{fino alla versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non
4742 seguiva i collegamenti simbolici, da allora questo comportamento è stato
4743 assegnato alla funzione \func{lchown}, introdotta per l'occasione, ed è
4744 stata creata una nuova \textit{system call} per \func{chown} che seguisse i
4745 collegamenti simbolici.} La funzione \func{fchown} opera su un file aperto,
4746 essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX. Un'altra estensione
4747 rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come valore
4748 per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4750 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4751 privilegi di amministratore entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
4752 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia
4753 usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare che
4754 per il file è attivo il \textit{mandatory locking} (vedi
4755 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4758 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4759 \label{sec:file_riepilogo}
4761 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4762 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4763 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4764 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4765 fornire un quadro d'insieme.
4770 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4772 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4773 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4774 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4775 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4776 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4778 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4779 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4780 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4781 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4784 1&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce l'\ids{UID} effettivo dell'utente.\\
4785 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce il \ids{GID} effettivo del gruppo.\\
4786 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4787 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4788 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per l'utente.\\
4789 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per l'utente.\\
4790 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per l'utente.\\
4791 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo.\\
4792 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo.\\
4793 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo.\\
4794 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4795 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4796 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4799 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4800 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4801 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4802 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4803 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4805 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4806 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4807 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4808 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4811 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4812 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo ai nuovi file creati.\\
4813 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Solo il proprietario di un file può rimuoverlo.\\
4814 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per l'utente.\\
4815 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per l'utente.\\
4816 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per l'utente.\\
4817 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo.\\
4818 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo.\\
4819 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo.\\
4820 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4821 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4822 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4825 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4827 \label{tab:file_fileperm_bits}
4830 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4831 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4832 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4833 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4834 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \textit{suid},
4835 \textit{sgid} e \textit{sticky} con la notazione illustrata anche in
4836 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4837 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4838 caso si è riapplicato ai bit di \textit{suid}, \textit{sgid} e \textit{sticky}
4839 la notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4841 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i
4842 collegamenti simbolici, mentre per i file di dispositivo hanno senso soltanto
4843 i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla possibilità di
4844 compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4846 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4847 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4848 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4849 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4850 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4851 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4854 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4855 \label{sec:file_dir_advances}
4857 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4858 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4859 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4860 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4863 \subsection{Gli attributi estesi}
4864 \label{sec:file_xattr}
4866 \itindbeg{Extended~Attributes}
4868 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4869 che il sistema mantiene negli \textit{inode}, e le varie funzioni che
4870 permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste informazioni
4871 siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix origina negli
4872 anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano minime. Con il
4873 venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere l'esigenza di
4874 poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte (quelli che
4875 abbiamo chiamato genericamente \textsl{metadati}) che però non potevano
4876 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \textit{inode}.
4878 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4879 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4880 Attributes} che consente di associare delle informazioni ulteriori ai
4881 singoli file.\footnote{essi ad esempio vengono usati per le ACL, che
4882 tratteremo in sez.~\ref{sec:file_ACL} e le \textit{file capabilities}, che
4883 vedremo in sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} Gli \textsl{attributi estesi}
4884 non sono altro che delle coppie nome/valore che sono associate permanentemente
4885 ad un oggetto sul filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di
4886 ambiente (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4888 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4889 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4890 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4891 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4892 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4893 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4894 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4895 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4896 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4897 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4898 l'atomicità di tutte le operazioni.
4900 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \textit{inode}
4901 e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura il valore
4902 corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura prevede
4903 che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4905 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4906 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4907 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4908 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4909 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4910 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4911 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4912 all'interno di un singolo blocco, pertanto con dimensioni massime pari a
4913 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4914 in fase di creazione del filesystem, mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4915 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4916 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4917 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4918 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4919 gruppo proprietari del file.
4921 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4922 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4923 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4924 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4925 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4926 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4927 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4928 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4929 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4930 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4931 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4936 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4938 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4941 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4942 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4943 \textit{Linux Security Modules}), per le realizzazione
4944 di meccanismi evoluti di controllo di accesso come
4945 \textit{SELinux} o le \textit{capabilities} dei
4946 file di sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4947 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4948 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4949 file come le ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le
4950 \textit{capabilities} (vedi
4951 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4952 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4953 utilizzati per poter realizzare in user space
4954 meccanismi che consentano di mantenere delle
4955 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4956 ai processi ordinari.\\
4957 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4958 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4959 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4960 file) accessibili dagli utenti.\\
4963 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4964 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4965 \label{tab:extended_attribute_class}
4969 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è di impiegarli per
4970 realizzare delle estensioni (come le ACL, \textit{SELinux}, ecc.) al
4971 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4972 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe che
4973 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4974 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4975 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4976 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4977 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4978 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4979 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui \textit{Linux Security
4980 Modules} (ad esempio \textit{SELinux}). Pertanto l'accesso in lettura o
4981 scrittura dipende dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal
4982 modulo di sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le
4983 sue). Se non è stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in
4984 lettura sarà consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo
4985 ai processi con privilegi amministrativi dotati della capacità
4986 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4988 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4989 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4990 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4991 delle ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) l'accesso è consentito in lettura
4992 ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file (cioè
4993 hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed in
4994 scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della capacità
4995 \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale a dire una politica di accesso analoga a
4996 quella impiegata per gli ordinari permessi dei file.}
4998 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4999 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
5000 privilegi amministrativi dotati della capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In
5001 questo modo si possono utilizzare questi attributi per realizzare in user
5002 space dei meccanismi di controllo che accedono ad informazioni non
5003 disponibili ai processi ordinari.
5005 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
5006 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
5007 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
5008 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
5009 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
5010 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
5011 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
5012 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
5013 quali è normale avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
5014 utenti, come i collegamenti simbolici, o alcuni file di dispositivo come
5015 \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli \textit{extended
5016 user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi dati a
5017 piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo comportamento
5018 permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile dagli
5019 \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il disco.}
5021 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
5022 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
5023 un file di dispositivo attengono alle capacità di accesso al dispositivo
5024 sottostante,\footnote{motivo per cui si può formattare un disco anche se
5025 \texttt{/dev} è su un filesystem in sola lettura.} mentre per i
5026 collegamenti simbolici questi vengono semplicemente ignorati: in nessuno dei
5027 due casi hanno a che fare con il contenuto del file, e nella discussione
5028 relativa all'uso degli \textit{extended user attributes} nessuno è mai stato
5029 capace di indicare una qualche forma sensata di utilizzo degli stessi per
5030 collegamenti simbolici o file di dispositivo, e neanche per le \textit{fifo} o i
5031 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
5032 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
5033 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
5034 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
5035 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
5036 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
5037 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \textit{sticky bit}
5038 attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended user attributes}
5039 soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i privilegi
5040 amministrativi della capacità \const{CAP\_FOWNER}.
5043 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
5044 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte della \acr{glibc}, e
5045 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
5046 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
5047 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
5048 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
5049 l'opzione \texttt{-lattr}.
5051 Per leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni di
5052 sistema, \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che
5053 consentono rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a
5054 un collegamento simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi
5059 \fhead{attr/xattr.h}
5060 \fdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void *value,
5062 \fdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void *value,
5064 \fdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
5066 \fdesc{Leggono il valore di un attributo esteso.}
5069 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione
5070 dell'attributo richiesto in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5071 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5073 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5074 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5075 filesystem o sono disabilitati.
5076 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5077 non è sufficiente per contenere il risultato.
5079 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5080 stesso significato, ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5081 permessi di accesso all'attributo.}
5084 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
5085 un \textit{pathname} che indica il file di cui si vuole richiedere un
5086 attributo, la sola differenza è che la seconda, se il \textit{pathname} indica
5087 un collegamento simbolico, restituisce gli attributi di quest'ultimo e non
5088 quelli del file a cui esso fa riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende
5089 invece come primo argomento un numero di file descriptor, e richiede gli
5090 attributi del file ad esso associato.
5092 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
5093 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
5094 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
5095 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
5096 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
5097 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
5098 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
5099 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
5100 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
5102 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
5103 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
5104 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
5105 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
5106 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
5107 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
5108 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
5109 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
5110 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
5112 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
5113 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
5114 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
5115 collegamento simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
5119 \fhead{attr/xattr.h}
5120 \fdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5121 size\_t size, int flags)}
5122 \fdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5123 size\_t size, int flags)}
5124 \fdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value, size\_t
5126 \fdesc{Impostano il valore di un attributo esteso.}
5129 {Le funzioni ritornano un $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5130 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5132 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
5133 l'attributo esiste già.
5134 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
5135 l'attributo richiesto non esiste.
5136 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5137 filesystem o sono disabilitati.
5139 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5140 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5141 permessi di accesso all'attributo.}
5144 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
5145 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
5146 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
5147 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
5148 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
5149 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
5151 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
5152 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
5153 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
5154 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
5155 prendere due valori: con \constd{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
5156 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
5157 con \constd{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
5158 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
5159 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
5160 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
5162 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
5163 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
5164 presenti; a questo provvedono le funzioni di sistema \funcd{listxattr},
5165 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
5169 \fhead{attr/xattr.h}
5170 \fdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5171 \fdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5172 \fdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
5173 \fdesc{Leggono la lista degli attributi estesi di un file.}
5176 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione della lista
5177 in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5180 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5181 filesystem o sono disabilitati.
5182 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5183 non è sufficiente per contenere il risultato.
5185 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5186 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5187 permessi di accesso all'attributo.}
5190 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
5191 di un file, un collegamento simbolico o specificando un file descriptor, da
5192 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
5193 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
5194 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
5196 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
5197 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
5198 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
5199 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
5200 dimensione totale della lista in byte.
5202 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
5203 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
5204 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
5205 usando per \param{size} un valore nullo.
5207 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
5208 un ultimo gruppo di funzioni di sistema: \funcd{removexattr},
5209 \funcd{lremovexattr} e \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
5213 \fhead{attr/xattr.h}
5214 \fdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
5215 \fdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
5216 \fdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
5217 \fdesc{Rimuovono un attributo esteso di un file.}
5220 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5221 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5223 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5224 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5225 filesystem o sono disabilitati.
5227 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5228 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5229 permessi di accesso all'attributo.}
5232 Le tre funzioni rimuovono un attributo esteso operando rispettivamente su di
5233 un file, su un collegamento simbolico o un file descriptor, che vengono
5234 specificati dal valore passato con il loro primo argomento. L'attributo da
5235 rimuovere deve essere anche in questo caso indicato con
5236 l'argomento \param{name} secondo le stesse modalità già illustrate in
5237 precedenza per le altre funzioni relative alla gestione degli attributi
5240 \itindend{Extended~Attributes}
5243 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
5244 \label{sec:file_ACL}
5246 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
5247 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
5249 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
5251 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
5252 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
5253 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
5254 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
5255 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
5256 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
5257 si può soddisfare in maniera semplice.}
5259 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
5260 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
5261 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
5262 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
5263 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
5264 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
5265 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
5267 Gli obiettivi del gruppo di lavoro erano però forse troppo ambizioni, e nel
5268 gennaio del 1998 i finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati
5269 alla definizione dello standard richiesto. Dato però che una parte della
5270 documentazione prodotta era di alta qualità venne deciso di rilasciare al
5271 pubblico la diciassettesima bozza del documento, quella che va sotto il nome
5272 di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17}, che è divenuta la base sulla quale si
5273 definiscono le cosiddette \textit{Posix ACL}.
5275 A differenza di altri sistemi, come ad esempio FreeBSD, nel caso di Linux si è
5276 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli \textit{Extended
5277 Attributes} (appena trattati in sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte
5278 le relative funzioni di gestione tramite una libreria, \texttt{libacl} che
5279 nasconde i dettagli implementativi delle ACL e presenta ai programmi una
5280 interfaccia che fa riferimento allo standard POSIX 1003.1e.
5282 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte della
5283 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
5284 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
5285 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
5286 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
5287 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
5288 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che le ACL
5289 devono essere attivate esplicitamente montando il filesystem\footnote{che deve
5290 supportarle, ma questo è ormai vero per praticamente tutti i filesystem più
5291 comuni, con l'eccezione di NFS per il quale esiste però un supporto
5292 sperimentale.} su cui le si vogliono utilizzare con l'opzione \texttt{acl}
5293 attiva. Dato che si tratta di una estensione è infatti opportuno utilizzarle
5294 soltanto laddove siano necessarie.
5296 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
5297 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
5298 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
5299 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
5300 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
5301 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
5302 può impostare una ACL aggiuntiva, detta ``\textit{Default ACL}'', che serve ad
5303 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
5304 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
5305 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
5306 la capacità \const{CAP\_FOWNER}.
5311 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5313 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5316 \constd{ACL\_USER\_OBJ}& Voce che contiene i diritti di accesso del
5317 proprietario del file.\\
5318 \constd{ACL\_USER} & Voce che contiene i diritti di accesso per
5319 l'utente indicato dal rispettivo
5321 \constd{ACL\_GROUP\_OBJ}&Voce che contiene i diritti di accesso del
5322 gruppo proprietario del file.\\
5323 \constd{ACL\_GROUP} & Voce che contiene i diritti di accesso per
5324 il gruppo indicato dal rispettivo
5326 \constd{ACL\_MASK} & Voce che contiene la maschera dei massimi
5327 permessi di accesso che possono essere garantiti
5328 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
5329 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
5330 \constd{ACL\_OTHER} & Voce che contiene i diritti di accesso di chi
5331 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
5334 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
5335 \label{tab:acl_tag_types}
5338 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
5339 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
5340 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5341 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
5342 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
5343 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
5346 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
5347 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
5348 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore.
5349 Ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
5350 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
5351 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi, è obbligatoria anche la
5352 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
5355 Una voce di tipo \const{ACL\_MASK} serve a mantenere la maschera dei permessi
5356 che possono essere assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER},
5357 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}. Se in una di queste voci si
5358 fosse specificato un permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo
5359 verrebbe ignorato. L'uso di una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare
5360 utilità quando essa associata ad una \textit{Default ACL} su una directory, in
5361 quanto i permessi così specificati verranno ereditati da tutti i file creati
5362 nella stessa directory. Si ottiene così una sorta di \textit{umask} associata
5363 ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
5365 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
5366 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
5367 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
5368 ordinari vengono mappati nelle tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5369 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
5370 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
5371 riflesso sui permessi ordinari dei file e viceversa.\footnote{per permessi
5372 ordinari si intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare
5373 dato che un filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.}
5375 In realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5376 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
5377 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che è quanto avviene
5378 normalmente se non sono presenti ACL aggiuntive rispetto ai permessi
5379 ordinari. Se invece questa è presente verranno tolti dai permessi di
5380 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} (cioè dai permessi per il gruppo proprietario del
5381 file) tutti quelli non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso
5382 comportamento a seconda delle condizioni è stato introdotto dalla
5383 standardizzazione \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il
5384 comportamento invariato sui sistemi dotati di ACL per tutte quelle
5385 applicazioni che sono conformi soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX
5388 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
5389 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
5390 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
5391 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open_close}), \func{mkdir} (vedi
5392 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
5393 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
5394 presenza di una \textit{Default ACL} sulla directory che andrà a contenerli.
5395 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
5396 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
5397 \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i permessi ordinari da
5398 esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche su una ACL di accesso
5399 assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene soltanto le tre
5400 corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5403 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
5404 file, essa diventerà automaticamente anche la ACL di accesso di quest'ultimo,
5405 a meno di non aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono,
5406 uno specifico valore per i permessi ordinari.\footnote{tutte le funzioni
5407 citate in precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un
5408 insieme di permessi iniziale.} In tal caso saranno eliminati dalle voci
5409 corrispondenti che deriverebbero dalla ACL di default, tutti i permessi non
5410 presenti in tale indicazione.
5412 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
5413 modifica introdotta nel sistema con la presenza della ACL è quella alle regole
5414 del controllo di accesso ai file che si sono illustrate in
5415 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Come nel caso ordinario per il controllo
5416 vengono sempre utilizzati gli identificatori del gruppo \textit{effective} del
5417 processo, ma in caso di presenza di una ACL sul file, i passi attraverso i
5418 quali viene stabilito se il processo ha il diritto di accesso sono i seguenti:
5420 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo (se cioè si è l'amministratore)
5421 l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo.\footnote{più
5422 precisamente se si devono avere le capacità \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} per
5423 i file e \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH} per le directory, vedi
5424 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
5425 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
5427 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5428 l'accesso è consentito;
5429 \item altrimenti l'accesso è negato.
5431 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
5432 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
5434 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
5435 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5437 \item altrimenti l'accesso è negato.
5439 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5440 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
5442 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
5443 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
5444 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
5445 l'accesso è consentito;
5446 \item altrimenti l'accesso è negato.
5448 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5449 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
5450 \const{ACL\_GROUP} allora:
5452 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
5453 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5455 \item altrimenti l'accesso è negato.
5457 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5458 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
5461 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
5462 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
5463 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
5464 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
5465 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
5466 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
5468 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
5469 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
5470 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
5471 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
5472 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
5473 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
5474 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
5480 \fdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
5481 \fdesc{Inizializza un'area di lavoro per una ACL.}
5484 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5485 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5487 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
5488 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
5493 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
5494 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
5495 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \typed{acl\_t} da usare in tutte le
5496 altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla allocazione
5497 iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
5499 Si tenga presente che pur essendo \typed{acl\_t} un tipo opaco che identifica
5500 ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla funzione non è altro
5501 che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati richiesti. Pertanto
5502 in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo di tipo
5503 ``\code{(acl\_t) NULL}'' e si dovrà, in questa come in tutte le funzioni
5504 seguenti che restituiscono un oggetto di tipo \type{acl\_t}, confrontare il
5505 valore di ritorno della funzione con \val{NULL}.\footnote{a voler essere
5506 estremamente pignoli si dovrebbe usare ``\code{(acl\_t) NULL}'', ma è
5507 sufficiente fare un confronto direttamente con \val{NULL} essendo cura del
5508 compilatore fare le conversioni necessarie.}
5510 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
5511 allocata per un oggetto \type{acl\_t} dovrà essere liberata esplicitamente
5512 attraverso una chiamata alla funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
5517 \fdecl{int acl\_free(void *obj\_p)}
5518 \fdesc{Disalloca la memoria riservata per una ACL.}
5521 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5522 caso \var{errno} può assumere solo il valore:
5524 \item[\errcode{EINVAL}] \param{obj\_p} non è valido.
5529 Si noti come la funzione usi come argomento un puntatore di tipo ``\ctyp{void
5530 *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la memoria
5531 allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare le
5532 stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
5533 qualificatori della una voce di una ACL. L'uso del tipo generico ``\ctyp{void
5534 *}'' consente di evitare di eseguire un \textit{cast} al tipo di dato di cui
5535 si vuole effettuare la disallocazione.
5537 Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} ci sono molte altre
5538 funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è pertanto
5539 opportuno tenere traccia di tutte le chiamate a queste funzioni perché alla
5540 fine delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
5543 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
5544 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
5545 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
5550 \fdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
5551 \fdesc{Crea una copia di una ACL.}
5554 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo in
5555 caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
5556 assumerà uno dei valori:
5558 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
5560 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
5566 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
5567 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
5568 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
5569 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
5570 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
5571 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
5572 memoria occupata dalla copia.
5574 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
5575 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
5576 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
5577 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
5582 \fdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
5583 \fdesc{Crea una ACL inizializzata con i permessi ordinari.}
5586 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5587 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} può assumere solo
5588 il valore \errval{ENOMEM}.}
5592 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
5593 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
5594 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
5595 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
5596 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
5597 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
5599 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
5600 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che consentono di leggere la
5601 ACL di un file; i rispettivi prototipi sono:
5606 \fdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
5607 \fdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
5608 \fdesc{Leggono i dati delle ACL di un file.}
5611 {Le funzioni ritornano un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5612 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5614 \item[\errcode{EACCESS}] non c'è accesso per una componente di
5615 \param{path\_p} o si è richiesta una ACL di default per un file (solo per
5616 \func{acl\_get\_file}).
5617 \item[\errcode{EINVAL}] \param{type} non ha un valore valido (solo per
5618 \func{acl\_get\_file}).
5619 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
5622 ed inoltre \errval{ENOMEM} per entrambe, \errval{EBADF} per
5623 \func{acl\_get\_fd}, e \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
5624 \errval{ENOTDIR}, per \func{acl\_get\_file} nel loro significato generico. }
5627 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
5628 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
5629 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un
5630 \textit{pathname} usando \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima
5631 funzione, che può richiedere anche la ACL relativa ad una directory, il
5632 secondo argomento \param{type} consente di specificare se si vuole ottenere la
5633 ACL di default o quella di accesso. Questo argomento deve essere di tipo
5634 \typed{acl\_type\_t} e può assumere solo i due valori riportati in
5635 tab.~\ref{tab:acl_type}.
5640 \begin{tabular}{|l|l|}
5642 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5645 \constd{ACL\_TYPE\_ACCESS} & Indica una ACL di accesso.\\
5646 \constd{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& Indica una ACL di default.\\
5649 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
5650 \label{tab:acl_type}
5653 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
5654 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
5655 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
5656 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
5657 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
5658 verrà restituita una ACL vuota.
5660 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
5661 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
5666 \fdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
5667 \fdesc{Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.}
5670 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5671 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
5674 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
5675 \param{buf\_p} non è valida.
5676 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5681 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
5682 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
5683 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
5684 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
5685 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5686 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5688 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5689 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5690 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5691 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5692 per riga, nella forma:
5694 tipo:qualificatore:permessi
5696 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5697 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5698 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5699 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5700 i permessi dei file.\footnote{vale a dire ``\texttt{r}'' per il permesso di
5701 lettura, ``\texttt{w}'' per il permesso di scrittura, ``\texttt{x}'' per il
5702 permesso di esecuzione (scritti in quest'ordine) e ``\texttt{-}'' per
5703 l'assenza del permesso.}
5705 Un possibile esempio di rappresentazione della ACL di un file ordinario a cui,
5706 oltre ai permessi ordinari, si è aggiunto un altro utente con un accesso in
5707 lettura, è il seguente:
5715 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5716 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5717 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5718 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5719 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5720 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5721 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5722 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5723 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5724 carattere ``\texttt{\#}''.
5726 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5727 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5728 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5729 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5730 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5732 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5733 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni. La prima delle due,
5734 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, ed il suo prototipo è:
5739 \fdecl{char *acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5740 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5743 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5744 testuale della ACL in caso di successo e \var{NULL} per un errore, nel qual
5745 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5747 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5748 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5753 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5754 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5755 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5756 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5757 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5758 intera in questa verrà restituita (come \textit{value result argument}) la
5759 dimensione della stringa con la rappresentazione testuale, non comprendente il
5760 carattere nullo finale.
5762 La seconda funzione, che permette di controllare con una gran dovizia di
5763 particolari la generazione della stringa contenente la rappresentazione
5764 testuale della ACL, è \funcd{acl\_to\_any\_text}, ed il suo prototipo è:
5769 \fdecl{char *acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5770 separator, int options)}
5771 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5774 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5775 testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual
5776 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5778 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5779 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5784 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5785 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5786 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5787 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5789 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5790 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa sì che
5791 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5792 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5793 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5794 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5795 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5800 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5802 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5805 \constd{TEXT\_ABBREVIATE} & Stampa le voci in forma abbreviata.\\
5806 \constd{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5807 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5808 \constd{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}&Per ciascuna voce che contiene permessi che
5809 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5810 viene generato un commento con i permessi
5811 effettivamente risultanti; il commento è
5812 separato con un tabulatore.\\
5813 \constd{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE}& Viene generato un commento con i permessi
5814 effettivi per ciascuna voce che contiene
5815 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5816 anche quando questi non vengono modificati
5817 da essa; il commento è separato con un
5819 \constd{TEXT\_SMART\_INDENT} & Da usare in combinazione con le precedenti
5820 opzioni \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5821 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE}, aumenta
5822 automaticamente il numero di spaziatori
5823 prima degli eventuali commenti in modo da
5824 mantenerli allineati.\\
5827 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5828 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5829 \label{tab:acl_to_text_options}
5832 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5833 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5834 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5835 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5836 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5837 bozza dello standard POSIX.1e.
5839 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da riga di comando
5840 delle ACL, la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i
5841 dati relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a
5842 scopo di archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di
5843 utilizzare una rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria
5844 contigua e persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un
5845 buffer e da questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5847 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5848 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5849 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5850 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5855 \fdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5856 \fdesc{Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.}
5859 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5860 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5861 \var{errno} può assumere solo il valore:
5863 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5868 Ottenuta con \func{acl\_size} la dimensione per il buffer di una ACL lo si
5869 potrà allocare direttamente con \func{malloc}. La rappresentazione binaria di
5870 una ACL si potrà invece ottenere con la funzione \funcd{acl\_copy\_ext}, il
5876 \fdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5877 \fdesc{Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.}
5880 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5881 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5882 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5884 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5885 \param{size} è negativo o nullo.
5886 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5887 dimensione della rappresentazione della ACL.
5892 La funzione scriverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5893 \param{acl} sul buffer di dimensione \param{size}
5894 all'indirizzo \param{buf\_p}, restituendo la dimensione della stessa come
5895 valore di ritorno. Qualora la dimensione della rappresentazione ecceda il
5896 valore di \param{size} la funzione fallirà con un errore di
5897 \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun effetto sulla ACL indicata
5900 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire da una rappresentazione
5901 binaria si potrà usare la funzione \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5906 \fdecl{acl\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5907 \fdesc{Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.}
5910 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5911 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5913 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5914 una rappresentazione corretta di una ACL.
5915 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5916 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5921 La funzione alloca autonomamente un oggetto di tipo \type{acl\_t}, restituito
5922 come valore di ritorno, con il contenuto della ACL rappresentata dai dati del
5923 buffer puntato da \param{buf\_p}. Al solito l'oggetto \type{acl\_t} dovrà
5924 essere disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5926 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5927 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5928 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5929 directory, ed il cui prototipo è:
5934 \fdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t acl)}
5935 \fdesc{Imposta una ACL su un file o una directory.}
5938 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5939 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5941 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5942 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5943 assegnato a \param{path}.
5944 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5945 ha un valore non corretto.
5946 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5947 dati aggiuntivi della ACL.
5948 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5949 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5951 ed inoltre \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR},
5952 \errval{EPERM}, \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
5955 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5956 alla directory indicate dal \textit{pathname} \param{path}, mentre
5957 con \param{type} si indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di
5958 tab.~\ref{tab:acl_type}, ma si tenga presente che le ACL di default possono
5959 essere solo impostate qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre
5960 perché la funzione abbia successo la ACL dovrà essere valida, e contenere
5961 tutti le voci necessarie, unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL
5962 vuota per cancellare la ACL di default associata a
5963 \param{path}.\footnote{questo però è una estensione della implementazione delle
5964 ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e prevedeva l'uso della apposita
5965 funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che prende come unico argomento il
5966 \textit{pathname} della directory di cui si vuole cancellare l'ACL di
5967 default, per i dettagli si ricorra alla pagina di manuale.} La seconda
5968 funzione che consente di impostare una ACL è \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo
5974 \fdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5975 \fdesc{Imposta una ACL su un file descriptor.}
5978 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5979 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5981 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o ha più voci di
5982 quante se ne possono assegnare al file indicato da \param{fd}.
5983 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5984 dati aggiuntivi della ACL.
5985 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5986 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5988 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EPERM}, \errval{EROFS} nel loro
5989 significato generico.
5993 La funzione è del tutto è analoga a \func{acl\_set\_file} ma opera
5994 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5995 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5996 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5997 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5998 descriptor, la ACL da impostare.
6000 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
6001 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
6002 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
6003 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
6004 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
6005 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
6006 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
6007 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagine di
6010 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
6011 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
6012 opportuni puntatori di tipo \typed{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
6013 dalla funzione \funcm{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
6014 funzione \funcm{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
6015 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
6016 singole voci successive alla prima.
6018 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle
6019 singole voci: con le funzioni \funcm{acl\_get\_tag\_type},
6020 \funcm{acl\_get\_qualifier}, \funcm{acl\_get\_permset} si potranno leggere
6021 rispettivamente tipo, qualificatore e permessi, mentre con le corrispondenti
6022 \funcm{acl\_set\_tag\_type}, \funcm{acl\_set\_qualifier},
6023 \funcm{acl\_set\_permset} si potranno impostare i valori; in entrambi i casi
6024 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc, descritti nelle pagine di manuale. Si
6025 possono poi copiare i valori di una voce da una ACL ad un altra con
6026 \funcm{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
6027 \funcm{acl\_delete\_entry} e verificarne la validità prima di usarla con
6028 \funcm{acl\_valid} o \funcm{acl\_check}.
6030 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
6032 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6033 si è distribuito il programma \texttt{mygetfacl.c}, che consente di leggere le
6034 ACL di un file, passato come argomento.
6036 \begin{figure}[!htb]
6037 \footnotesize \centering
6038 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6039 \includecodesample{listati/mygetfacl.c}
6042 \caption{Corpo principale del programma \texttt{mygetfacl.c}.}
6043 \label{fig:proc_mygetfacl}
6046 La sezione principale del programma, da cui si è rimossa la sezione sulla
6047 gestione delle opzioni, è riportata in fig.~\ref{fig:proc_mygetfacl}. Il
6048 programma richiede un unico argomento (\texttt{\small 16-20}) che indica il
6049 file di cui si vuole leggere la ACL. Se questo è presente si usa
6050 (\texttt{\small 22}) la funzione \func{get\_acl\_file} per leggerne la ACL, e
6051 si controlla (\texttt{\small 23-26}) se l'operazione ha successo, uscendo con
6052 un messaggio di errore in caso contrario.
6054 Ottenuta la ACL la si converte in formato testuale (\texttt{\small 27}) con la
6055 funzione \func{acl\_to\_text}, controllando di nuovo se l'operazione ha
6056 successo (\texttt{\small 28-31}) ed uscendo in caso contrario. Si provvede
6057 infine a stampare la rappresentazione testuale (\texttt{\small 32}) e dopo
6058 aver liberato (\texttt{\small 33-34}) le risorse allocate automaticamente, si
6059 conclude l'esecuzione.
6062 \subsection{La gestione delle quote disco}
6063 \label{sec:disk_quota}
6065 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD e
6066 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
6067 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
6068 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi.
6070 Dato che la funzionalità ha senso solo per i filesystem su cui si mantengono i
6071 dati degli utenti\footnote{in genere la si attiva sul filesystem che contiene
6072 le \textit{home} degli utenti, dato che non avrebbe senso per i file di
6073 sistema che in genere appartengono all'amministratore.} essa deve essere
6074 attivata esplicitamente. Questo si fa, per tutti i filesystem che le
6075 supportano, tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
6076 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
6077 i gruppi. Così è possibile usare le limitazioni sulle quote o sugli utenti o
6078 sui gruppi o su entrambi.
6080 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
6081 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
6082 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
6083 relativi al consumo delle risorse da parte degli utenti e dei gruppi, che a
6084 far rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore
6085 di \errcode{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
6086 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
6087 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con il supporto per
6088 le quote, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
6090 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
6091 riservati nella directory radice del filesystem su cui si sono attivate le
6092 quote, uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo.\footnote{la cosa
6093 vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
6094 internamente.} Con la versione 2 del supporto delle quote, che da anni è
6095 l'unica rimasta in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e
6096 \texttt{aquota.group}, in precedenza erano \texttt{quota.user} e
6097 \texttt{quota.group}.
6099 Dato che questi file vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato
6100 montato attivando il supporto delle quote, se si abilita il supporto in un
6101 secondo tempo e nel frattempo sono state eseguite delle operazioni sul
6102 filesystem quando il supporto era disabilitato, i dati contenuti possono non
6103 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse. Per
6104 questo motivo prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
6105 abilitate le quote viene richiesto di utilizzare il comando \cmd{quotacheck}
6106 per verificare e aggiornare i dati.
6108 Le restrizioni sul consumo delle risorse previste dal sistema delle quote
6109 prevedono sempre la presenza di due diversi limiti, il primo viene detto
6110 \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo senza che
6111 causare errori per lo sforamento delle quote, il secondo viene detto
6112 \textit{hard limit} e non può mai essere superato.
6114 Il periodo di tempo per cui è possibile eccedere rispetto alle restrizioni
6115 indicate dal \textit{soft limit} è detto ``\textsl{periodo di grazia}''
6116 (\textit{grace period}), che si attiva non appena si supera la quota da esso
6117 indicata. Se si continua a restare al di sopra del \textit{soft limit} una
6118 volta scaduto il \textit{grace period} questo verrà trattato allo stesso modo
6119 dell'\textit{hard limit} e si avrà l'emissione immediata di un errore.
6121 Si tenga presente infine che entrambi i tipi di limiti (\textit{soft limit} e
6122 \textit{hard limit}) possono essere disposti separatamente su entrambe le
6123 risorse di un filesystem, essi cioè possono essere presenti in maniera
6124 indipendente sia sullo spazio disco, con un massimo per il numero di blocchi,
6125 che sui file, con un massimo per il numero di \textit{inode}.
6127 La funzione di sistema che consente di controllare tutti i vari aspetti della
6128 gestione delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
6133 \fdecl{int quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
6134 \fdesc{Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.}
6137 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
6138 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
6140 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON}, ma il file delle
6141 quote indicato da \param{addr} non esiste o non è un file ordinario.
6142 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON}, ma le quote sono
6144 \item[\errcode{EFAULT}] \param{addr} non è un puntatore valido.
6145 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
6146 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
6147 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
6148 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
6149 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
6150 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
6152 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
6154 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
6155 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
6156 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
6157 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
6158 filesystem senza quote attivate.
6163 % TODO rivedere gli errori
6165 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare, che deve
6166 essere specificato con il nome del relativo file di dispositivo
6167 nell'argomento \param{dev}, sia montato con il supporto delle quote
6168 abilitato. Per le operazioni che lo richiedono inoltre si dovrà indicare con
6169 l'argomento \param{id} l'utente o il gruppo (specificati rispettivamente per
6170 \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si vuole operare, o altri dati relativi
6171 all'operazione. Alcune operazioni più complesse usano infine
6172 l'argomento \param{addr} per indicare un indirizzo ad un area di memoria il
6173 cui utilizzo dipende dall'operazione stessa.
6175 La funzione prevede la possibilità di eseguire una serie operazioni sulle
6176 quote molto diverse fra loro, la scelta viene effettuata tramite il primo
6177 argomento, \param{cmd}, che però oltre all'operazione indica anche a quale
6178 tipo di quota (utente o gruppo) l'operazione deve applicarsi. Per questo il
6179 valore di questo argomento viene costruito con l'ausilio della di una apposita
6186 \fdecl{int \macrod{QCMD}(subcmd,type)}
6187 \fdesc{Imposta il comando \param{subcmd} per il tipo di quote (utente o
6188 gruppo) \param{type}.}
6193 La macro consente di specificare, oltre al tipo di operazione, da indicare con
6194 l'argomento \param{subcmd} se questa deve applicarsi alle quote utente o alle
6195 quote gruppo. Questo viene indicato dall'argomento \param{type} che deve
6196 essere sempre definito ed assegnato ad uno fra i due valori \const{USRQUOTA} o
6202 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6204 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
6207 \constd{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
6208 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
6209 in \param{addr} il \textit{pathname} al file che
6210 mantiene le quote, che deve esistere, e \param{id}
6211 deve indicare la versione del formato con uno dei
6212 valori di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format};
6213 l'operazione richiede i privilegi di
6215 \constd{Q\_QUOTAOFF}& Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
6216 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
6217 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
6218 richiede i privilegi di amministratore.\\
6219 \constd{Q\_GETQUOTA}& Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
6220 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
6221 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
6222 i privilegi di amministratore per leggere i dati
6223 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
6224 parte, il risultato viene restituito in una struttura
6225 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
6227 \constd{Q\_SETQUOTA}& Imposta i limiti per le quote nel filesystem
6228 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
6229 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
6230 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
6231 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
6232 di amministratore.\\
6233 \constd{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
6234 time}) delle quote del filesystem indicato
6235 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
6236 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
6237 \constd{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
6238 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
6239 struttura \struct{dqinfo} puntata
6240 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
6241 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
6242 \constd{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
6243 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
6244 delle quote attualmente in uso sul filesystem
6245 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
6246 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
6247 \constd{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
6248 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
6249 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
6250 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
6251 filesystem con quote attive, \param{id}
6252 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
6253 \constd{Q\_GETSTATS}& Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
6254 relative al sistema delle quote per il filesystem
6255 indicato da \param{dev}, richiede che si
6256 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
6257 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
6258 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
6259 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
6260 più recenti, che espongono la stessa informazione
6261 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
6265 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
6267 \label{tab:quotactl_commands}
6270 I possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD} sono
6271 riportati in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}, che illustra brevemente il
6272 significato delle operazioni associate a ciascuno di essi. In generale le
6273 operazioni di attivazione, disattivazione e di modifica dei limiti delle quote
6274 sono riservate e richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere
6275 precisi tutte le operazioni indicate come privilegiate in
6276 tab.~\ref{tab:quotactl_commands} richiedono la capacità
6277 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli utenti possono soltanto richiedere i
6278 dati relativi alle proprie quote, solo l'amministratore può ottenere i dati di
6282 Alcune delle operazioni di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto
6283 complesse e richiedono un approfondimento maggiore. Le due più rilevanti sono
6284 probabilmente \const{Q\_GETQUOTA} e \const{Q\_SETQUOTA}, che consentono la
6285 gestione dei limiti delle quote. Entrambe fanno riferimento ad una specifica
6286 struttura \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
6287 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
6288 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
6289 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
6290 singolo utente o gruppo.
6292 \begin{figure}[!htb]
6293 \footnotesize \centering
6294 \begin{minipage}[c]{0.95\textwidth}
6295 \includestruct{listati/dqblk.h}
6298 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
6299 \label{fig:dqblk_struct}
6302 La struttura \struct{dqblk} viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per
6303 ottenere i valori correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che
6304 con \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti. Come si può notare
6305 ci sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
6306 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura, in quanto
6307 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl} come l'uso corrente di
6308 spazio disco ed \textit{inode}, o il tempo che resta nel caso si sia superato
6309 un \textit{soft limit}.
6311 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
6312 delle risorse (blocchi o \textit{inode}),\footnote{non è possibile modificare
6313 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
6314 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
6315 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
6316 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
6317 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
6318 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
6319 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6324 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6326 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6329 \constd{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di spazio disco
6330 (\val{dqb\_bhardlimit} e \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
6331 \constd{QIF\_SPACE} & Uso corrente dello spazio disco
6332 (\val{dqb\_curspace}).\\
6333 \constd{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
6334 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
6335 \constd{QIF\_INODES} & Uso corrente degli \textit{inode}
6336 (\val{dqb\_curinodes}).\\
6337 \constd{QIF\_BTIME} & Tempo di sforamento del \textit{soft limit} sul
6338 numero di blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
6339 \constd{QIF\_ITIME} & Tempo di sforamento del \textit{soft limit} sul
6340 numero di \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
6341 \constd{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
6342 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
6343 \constd{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
6344 \const{QIF\_INODES}.\\
6345 \constd{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
6346 \const{QIF\_ITIME}.\\
6347 \constd{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6350 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
6351 \label{tab:quotactl_qif_const}
6354 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
6355 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi
6356 che restituisce e li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece
6357 usare \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare
6358 solo la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga
6359 presente che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco
6360 sia indicata in termini di blocchi e non di byte, dato che la dimensione dei
6361 blocchi dipende da come si è creato il filesystem potrà essere necessario
6362 effettuare qualche conversione per avere un valore in byte.\footnote{in genere
6363 viene usato un default di 1024 byte per blocco, ma quando si hanno file di
6364 dimensioni medie maggiori può convenire usare valori più alti per ottenere
6365 prestazioni migliori in conseguenza di un minore frazionamento dei dati e di
6368 Come accennato realizzazione delle quote disco ha visto diverse revisioni, con
6369 modifiche sia del formato delle stesse che dei nomi dei file utilizzate. Per
6370 questo alcune operazioni di gestione (in particolare \const{Q\_QUOTAON} e
6371 \const{Q\_GETFMT}) e possono fare riferimento a queste versioni, che vengono
6372 identificate tramite le costanti di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}.
6377 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6379 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
6382 \constd{QFMT\_VFS\_OLD}& Il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
6383 \constd{QFMT\_VFS\_V0} & La versione 0 usata dal VFS di Linux, supporta
6384 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6385 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
6386 \constd{QFMT\_VFS\_V1} & La versione 1 usata dal VFS di Linux, supporta
6387 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6388 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
6391 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
6392 \label{tab:quotactl_id_format}
6395 Altre due operazioni che necessitano di ulteriori spiegazioni sono
6396 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che consentono di ottenere i dati
6397 relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote, che al momento
6398 sono solo la durata del \textit{grace time} per i due tipi di limiti. Queste
6399 sono due proprietà generali identiche per tutti gli utenti (e i gruppi), per
6400 cui viene usata una operazione distinta dalle precedenti. Anche in questo caso
6401 le due operazioni richiedono l'uso di una apposita struttura \struct{dqinfo},
6402 la cui definizione è riportata in fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
6404 \begin{figure}[!htb]
6405 \footnotesize \centering
6406 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
6407 \includestruct{listati/dqinfo.h}
6410 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
6411 \label{fig:dqinfo_struct}
6414 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
6415 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
6416 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
6417 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
6418 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6423 \begin{tabular}{|l|l|}
6425 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6428 \constd{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
6429 (\val{dqi\_bgrace}).\\
6430 \constd{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
6431 (\val{dqi\_igrace}).\\
6432 \constd{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
6433 \constd{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6436 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
6437 \label{tab:quotactl_iif_const}
6440 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
6441 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
6442 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
6443 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
6444 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
6446 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
6447 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
6448 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
6449 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
6450 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
6451 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
6452 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
6453 \textit{Repository}.}
6455 \begin{figure}[!htbp]
6456 \footnotesize \centering
6457 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6458 \includecodesample{listati/get_quota.c}
6460 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
6461 \label{fig:get_quota}
6464 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
6465 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
6466 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
6467 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
6468 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
6469 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
6471 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
6472 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
6473 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
6474 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
6475 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
6476 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
6477 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
6478 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
6479 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
6480 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
6482 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
6483 5-16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6-12})
6484 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
6485 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
6486 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
6487 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13-15}) si usa un'altra
6488 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
6490 \begin{figure}[!htbp]
6491 \footnotesize \centering
6492 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6493 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
6495 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
6496 \label{fig:set_block_quota}
6499 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
6500 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
6501 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
6502 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
6503 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
6504 (\texttt{\small 5-7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
6505 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
6506 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
6508 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
6509 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
6510 condizionale (\texttt{\small 9-14}). In questo caso non essendovi da
6511 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
6512 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
6513 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12-13}).
6515 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6516 \label{sec:file_chroot}
6518 % TODO: valutare se introdurre una nuova sezione sulle funzionalità di
6519 % sicurezza avanzate, con dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack,
6522 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6523 % parte diversa se è il caso.
6525 % TODO Inheriting capabilities vedi http://lwn.net/Articles/632520/ eambient
6526 % capabilities introdotte con il kernel 4.3, vedi
6527 % http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=58319057b7847667f0c9585b9de0e8932b0fdb08
6529 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6530 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6531 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6534 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6535 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6536 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6537 \kstruct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur
6538 essendo di norma corrispondente alla radice dell'albero dei file dell'intero
6539 sistema, ha per il processo il significato specifico di directory rispetto
6540 alla quale vengono risolti i \textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6541 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6542 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6543 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6544 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6545 cambiando questa directory, così come si fa coi \textit{pathname} relativi
6546 cambiando la directory di lavoro.
6548 Normalmente la directory radice di un processo coincide con la radice generica
6549 dell'albero dei file, che è la directory che viene montata direttamente dal
6550 kernel all'avvio secondo quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}.
6551 Questo avviene perché, come visto in sez.~\ref{cha:process_handling} la
6552 directory radice di un processo viene ereditata dal padre attraverso una
6553 \func{fork} e mantenuta attraverso una \func{exec}, e siccome tutti i processi
6554 derivano da \cmd{init}, che ha come radice quella montata dal kernel, questa
6557 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6558 a tutto l'albero dei file iniziale; per far questo si può cambiare la sua
6559 directory radice con la funzione di sistema \funcd{chroot}, il cui prototipo
6564 \fdecl{int chroot(const char *path)}
6565 \fdesc{Cambia la directory radice del processo.}
6568 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
6569 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
6571 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi di amministratore.
6573 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6574 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6575 \errval{EROFS} e \errval{EIO} nel loro significato generico.}
6578 La funzione imposta la directory radice del processo a quella specificata da
6579 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni \textit{pathname} assoluto
6580 usato dalle funzioni chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa,
6581 rendendo impossibile accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così
6582 quella che viene chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non
6583 può più accedere a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6584 \textsl{imprigionato}.
6586 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa
6587 funzione,\footnote{più precisamente se possiede la capacità
6588 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}.} e la nuova radice, per quanto detto in
6589 sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata da tutti i suoi processi figli. Si
6590 tenga presente però che la funzione non cambia la directory di lavoro del
6591 processo, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot jail}.
6593 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace nel restringere un processo
6594 ad un ramo di albero solo se dopo averla eseguita si cedono i privilegi di
6595 amministratore. Infatti se per un qualunque motivo il processo resta con la
6596 sua directory di lavoro al di fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà accedere
6597 a tutto il resto del filesystem usando dei \textit{pathname} relativi, dato
6598 che in tal caso è possibile, grazie all'uso di ``\texttt{..}'', risalire
6599 all'indietro fino alla radice effettiva dell'albero dei file.
6601 Potrebbe sembrare che per risolvere il problema sia sufficiente ricordarsi di
6602 eseguire preventivamente anche una \func{chdir} sulla directory su cui si
6603 andrà ad eseguire \func{chroot}, così da assicurarsi che le directory di
6604 lavoro sia all'interno della \textit{chroot jail}. Ma se ad un processo
6605 restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque portare la sua
6606 directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si trova. Basterà
6607 infatti eseguire di nuovo \func{chroot} su una qualunque directory contenuta
6608 nell'attuale directory di lavoro perché quest'ultima risulti al di fuori della
6609 nuova \textit{chroot jail}. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha
6610 molto senso quando un processo di cui si vuole limitare l'accesso necessita
6611 comunque dei privilegi di amministratore per le sue normali operazioni.
6613 Nonostante queste limitazioni la funzione risulta utile qualora la si possa
6614 applicare correttamente cedendo completamente i privilegi di amministratore
6615 una volta eseguita. Ed esempio caso tipico di uso di \func{chroot} è quello
6616 di un server FTP anonimo in si vuole che il server veda solo i file che deve
6617 trasferire. In tal caso si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6618 contiene i file, che il server dovrà in grado di leggere come utente
6619 ordinario, e poi si cedono tutti i privilegi di amministratore. Si tenga
6620 presente però che in casi come questo occorrerà fornire all'interno della
6621 \textit{chroot jail} un accesso anche a tutti i file (in genere programmi e
6622 librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6625 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6626 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6627 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6628 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6629 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6630 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6631 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6632 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6633 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6634 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6635 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6636 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6637 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6638 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6639 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6640 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6641 % LocalWords: strcmp direntry while current working home shell pwd get stddef
6642 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6643 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6644 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6645 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6646 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6647 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6648 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6649 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6650 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6651 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6652 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6653 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6654 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6655 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6656 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6657 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6658 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6659 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6660 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6661 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6662 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6663 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6664 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6665 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6666 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6667 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6668 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6669 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6670 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6671 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6672 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6673 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6674 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6675 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6676 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6677 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6678 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6679 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6680 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6681 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6682 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
6683 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6684 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6685 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
6686 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll ln
6687 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img du
6688 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
6689 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
6690 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
6691 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
6692 % LocalWords: bind DIRSYNC lsattr Hierarchy FHS SHARED UNBINDABLE shared REC
6693 % LocalWords: subtree SILENT log unbindable BUSY EAGAIN EXPIRE DETACH NOFOLLOW
6694 % LocalWords: lazy encfs sshfs setfsent getfsent getfsfile getfsspec endfsent
6695 % LocalWords: setmntent getmntent addmntent endmntent hasmntopt such offsetof
6696 % LocalWords: member scan attack EOVERFLOW BITS blkcnt rdev FDCWD functions
6697 % LocalWords: faccessat grpid lacl AppArmor capsetp mygetfacl table Tb MSK
6698 % LocalWords: LAZYTIME submount peer protected hardlink symlinks silly
6700 %%% Local Variables:
6702 %%% TeX-master: "gapil"
6704 % LocalWords: renames