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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}.
3147 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
3148 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
3149 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
3150 sez.~\ref{sec:file_open_close}), in questo modo al ritorno della funzione si
3151 ha la certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
3152 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
3153 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
3154 partire dalla \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti della \acr{glibc} e
3155 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
3156 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
3157 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
3158 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
3159 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
3160 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
3164 \fdecl{int mkostemp(char *template, int flags)}
3165 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3167 {La funzione ritorna un file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3168 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3171 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
3172 \var{flags} che consente di specificare alcuni ulteriori flag
3173 (\const{O\_APPEND}, \const{O\_CLOEXEC}, \const{O\_SYNC}, il cui significato
3174 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open_close}) da passare ad \func{open}
3175 nell'apertura del file.
3177 Di queste due funzioni sono state poi introdotte a partire dalla \acr{glibc}
3178 2.11 due varianti, \funcd{mkstemps} e \funcd{mkostemps} che consentono di
3179 indicare anche un suffisso, i loro prototipo sono:
3183 \fdecl{int mkstemps(char *template, int suffixlen)}
3184 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3185 \fdecl{int mkostemps(char *template, int suffixlen, int flags)}
3186 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3189 {Le funzioni hanno gli stessi valori di ritorno e gli stessi errori di
3190 \func{mkstemp} con lo stesso significato tranne \errval{EINVAL} che viene
3191 restituito se \param{template} non è di lunghezza pari ad almeno
3192 $6+$\param{suffixlen} ed i 6 caratteri prima del suffisso non sono
3196 Le due funzioni, estensione non standard delle \acr{glibc}, sono identiche a
3197 \funcd{mkstemp} e \funcd{mkostemp}, ma consentono di avere un nome del file
3198 nella forma \texttt{prefissoXXXXXXsuffisso} dove la lunghezza del suffisso
3199 deve essere indicata con \param{suffixlen}.
3201 Infine con OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle
3202 precedenti, \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory
3203 temporanea;\footnote{la funzione è stata introdotta nella \acr{glibc} a
3204 partire dalla versione 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il
3209 \fdecl{char *mkdtemp(char *template)}
3210 \fdesc{Crea una directory temporanea.}
3212 {La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso di successo
3213 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
3216 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3218 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
3221 La funzione crea una directory temporanea il cui nome è ottenuto sostituendo
3222 le \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (si veda
3223 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} per i dettagli). Dato che la creazione della
3224 directory è sempre atomica i precedenti problemi di \textit{race condition}
3229 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
3230 \label{sec:file_infos}
3232 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
3233 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
3234 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'\textit{inode}. Vedremo
3235 in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni usando
3236 la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati memorizzati
3237 nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare
3238 tutte queste informazioni, eccetto quelle che riguardano la gestione del
3239 controllo di accesso, trattate in sez.~\ref{sec:file_access_control}.
3242 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
3243 \label{sec:file_stat}
3245 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
3246 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
3247 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
3248 funzioni di sistema \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui
3255 \fdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3256 \fdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3257 \fdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
3258 \fdesc{Leggono le informazioni di un file.}
3260 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3261 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3263 \item[\errcode{EOVERFLOW}] il file ha una dimensione che non può essere
3264 rappresentata nel tipo \type{off\_t} (può avvenire solo in caso di
3265 programmi compilati su piattaforme a 32 bit senza le estensioni
3266 (\texttt{-D \_FILE\_OFFSET\_BITS=64}) per file a 64 bit).
3268 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{ENOMEM}, per \func{stat} e
3269 \func{lstat} anche \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
3270 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fstat} anche \errval{EBADF},
3271 nel loro significato generico.}
3274 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file indicato
3275 da \param{file\_name} e le inserisce nel buffer puntato
3276 dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica a \func{stat}
3277 eccetto che se \param{file\_name} è un collegamento simbolico vengono lette le
3278 informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento. Infine
3279 \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già aperto, specificato
3280 tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
3282 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
3283 \headfiled{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
3284 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
3285 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}. In realtà la definizione
3286 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
3287 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
3288 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
3290 \begin{figure}[!htb]
3293 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3294 \includestruct{listati/stat.h}
3297 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
3299 \label{fig:file_stat_struct}
3302 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
3303 primitivi del sistema, di quelli definiti in
3304 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h},
3305 con l'eccezione di \typed{blksize\_t} e \typed{blkcnt\_t} che sono nuovi tipi
3306 introdotti per rendersi indipendenti dalla piattaforma.
3308 Benché la descrizione dei commenti di fig.~\ref{fig:file_stat_struct} sia
3309 abbastanza chiara, vale la pena illustrare maggiormente il significato dei
3310 campi di \struct{stat} su cui non torneremo in maggior dettaglio nel resto di
3314 \item Il campo \var{st\_nlink} contiene il numero di \textit{hard link} che
3315 fanno riferimento al file (il cosiddetto \textit{link count}) di cui abbiamo
3316 già parlato in numerose occasioni.
3318 \item Il campo \var{st\_ino} contiene il numero di \textit{inode} del file,
3319 quello viene usato all'interno del filesystem per identificarlo e che può
3320 essere usato da un programma per determinare se due \textit{pathname} fanno
3321 riferimento allo stesso file.
3323 \item Il campo \var{st\_dev} contiene il numero del dispositivo su cui risiede
3324 il file (o meglio il suo filesystem). Si tratta dello stesso numero che si
3325 usa con \func{mknod} e che può essere decomposto in \textit{major number} e
3326 \textit{minor number} con le macro \macro{major} e \macro{minor} viste in
3327 sez.~\ref{sec:file_mknod}.
3329 \item Il campo \var{st\_rdev} contiene il numero di dispositivo associato al
3330 file stesso ed ovviamente ha un valore significativo soltanto quando il file
3331 è un dispositivo a caratteri o a blocchi.
3333 \item Il campo \var{st\_blksize} contiene la dimensione dei blocchi di dati
3334 usati nell'I/O su disco, che è anche la dimensione usata per la
3335 bufferizzazione dei dati dalle librerie del C per l'interfaccia degli
3336 \textit{stream}. Leggere o scrivere blocchi di dati in dimensioni inferiori
3337 a questo valore è inefficiente in quanto le operazioni su disco usano
3338 comunque trasferimenti di questa dimensione.
3342 % TODO trattare anche statx, aggiunta con il kernel 4.11 (vedi
3343 % https://lwn.net/Articles/707602/ e
3344 % https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=a528d35e8bfcc521d7cb70aaf03e1bd296c8493f)
3347 \subsection{I tipi di file}
3348 \label{sec:file_types}
3350 Abbiamo sottolineato fin dall'introduzione che Linux, come ogni sistema
3351 unix-like, supporta oltre ai file ordinari e alle directory una serie di altri
3352 ``\textsl{tipi}'' di file che possono stare su un filesystem (elencati in
3353 tab.~\ref{tab:file_file_types}). Il tipo di file viene ritornato dalle
3354 funzioni della famiglia \func{stat} all'interno del campo \var{st\_mode} di
3355 una struttura \struct{stat}.
3357 Il campo \var{st\_mode} è una maschera binaria in cui l'informazione viene
3358 suddivisa nei vari bit che compongono, ed oltre a quelle sul tipo di file,
3359 contiene anche le informazioni relative ai permessi su cui torneremo in
3360 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Dato che i valori numerici usati per
3361 definire il tipo di file possono variare a seconda delle implementazioni, lo
3362 standard POSIX definisce un insieme di macro che consentono di verificare il
3363 tipo di file in maniera standardizzata.
3368 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
3370 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
3373 \macrod{S\_ISREG}\texttt{(m)} & File normale.\\
3374 \macrod{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & Directory.\\
3375 \macrod{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & Dispositivo a caratteri.\\
3376 \macrod{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & Dispositivo a blocchi.\\
3377 \macrod{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & \textit{Fifo}.\\
3378 \macrod{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & Collegamento simbolico.\\
3379 \macrod{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & Socket.\\
3382 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3383 \label{tab:file_type_macro}
3386 Queste macro vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
3387 standard per i collegamenti simbolici e i socket definite da BSD.\footnote{le
3388 ultime due macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che non sono presenti
3389 nello standard POSIX fino alla revisione POSIX.1-1996.} L'elenco completo
3390 delle macro con cui è possibile estrarre da \var{st\_mode} l'informazione
3391 relativa al tipo di file è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}, tutte
3392 le macro restituiscono un valore intero da usare come valore logico e prendono
3393 come argomento il valore di \var{st\_mode}.
3398 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
3400 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3403 \constd{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
3404 \constd{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
3405 \constd{S\_IFLNK} & 0120000 & Collegamento simbolico.\\
3406 \constd{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
3407 \constd{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
3408 \constd{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
3409 \constd{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
3410 \constd{S\_IFIFO} & 0010000 & \textit{Fifo}.\\
3412 \constd{S\_ISUID} & 0004000 & Set user ID (\acr{suid}) bit, vedi
3413 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3414 \constd{S\_ISGID} & 0002000 & Set group ID (\acr{sgid}) bit, vedi
3415 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3416 \constd{S\_ISVTX} & 0001000 & \acr{Sticky} bit, vedi
3417 sez.~\ref{sec:file_special_perm}).\\
3419 \constd{S\_IRWXU} & 00700 & Maschera per i permessi del proprietario.\\
3420 \constd{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
3421 \constd{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
3422 \constd{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
3424 \constd{S\_IRWXG} & 00070 & Maschera per i permessi del gruppo.\\
3425 \constd{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
3426 \constd{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
3427 \constd{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
3429 \constd{S\_IRWXO} & 00007 & Maschera per i permessi di tutti gli altri\\
3430 \constd{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
3431 \constd{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3432 \constd{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3435 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
3436 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3437 \label{tab:file_mode_flags}
3440 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che semplificano
3441 l'operazione, è possibile usare direttamente il valore di \var{st\_mode} per
3442 ricavare il tipo di file controllando direttamente i vari bit in esso
3443 memorizzati. Per questo sempre in \headfile{sys/stat.h} sono definite le varie
3444 costanti numeriche riportate in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
3445 definiscono le maschere che consentono di selezionare non solo i dati relativi
3446 al tipo di file, ma anche le informazioni relative ai permessi su cui
3447 torneremo in sez.~\ref{sec:file_access_control}, ed identificare i rispettivi
3450 Le costanti che servono per la identificazione del tipo di file sono riportate
3451 nella prima sezione di tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, mentre le sezioni
3452 successive attengono alle costanti usate per i permessi. Il primo valore
3453 dell'elenco è la maschera binaria \const{S\_IFMT} che permette di estrarre da
3454 \var{st\_mode} (con un AND aritmetico) il blocco di bit nei quali viene
3455 memorizzato il tipo di file. I valori successivi sono le costanti
3456 corrispondenti ai vari tipi di file, e possono essere usate per verificare la
3457 presenza del tipo di file voluto ed anche, con opportune combinazioni,
3458 alternative fra più tipi di file.
3460 Si tenga presente però che a differenza dei permessi, l'informazione relativa
3461 al tipo di file non è una maschera binaria, per questo motivo se si volesse
3462 impostare una condizione che permetta di controllare se un file è una
3463 directory o un file ordinario non si possono controllare dei singoli bit, ma
3464 si dovrebbe usare una macro di preprocessore come:
3465 \includecodesnip{listati/is_regdir.h}
3466 in cui si estraggono ogni volta da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di
3467 file e poi si effettua il confronto con i due possibili tipi di file.
3470 \subsection{Le dimensioni dei file}
3471 \label{sec:file_file_size}
3473 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:file_stat_struct} che campo \var{st\_size} di
3474 una struttura \struct{stat} contiene la dimensione del file in byte. Questo
3475 però è vero solo se si tratta di un file regolare, mentre nel caso di un
3476 collegamento simbolico la dimensione è quella del \textit{pathname} che il
3477 collegamento stesso contiene, infine per le \textit{fifo} ed i file di dispositivo
3478 questo campo è sempre nullo.
3480 Il campo \var{st\_blocks} invece definisce la lunghezza del file in blocchi di
3481 512 byte. La differenza con \var{st\_size} è che in questo caso si fa
3482 riferimento alla quantità di spazio disco allocata per il file, e non alla
3483 dimensione dello stesso che si otterrebbe leggendolo sequenzialmente.
3485 Si deve tener presente infatti che la lunghezza del file riportata in
3486 \var{st\_size} non è detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su
3487 disco, e non solo perché la parte finale del file potrebbe riempire
3488 parzialmente un blocco. In un sistema unix-like infatti è possibile
3489 l'esistenza dei cosiddetti \textit{sparse file}, cioè file in cui sono
3490 presenti dei ``\textsl{buchi}'' (\textit{holes} nella nomenclatura inglese)
3491 che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file dopo aver
3492 eseguito uno spostamento oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio
3493 l'argomento in sez.~\ref{sec:file_lseek}).
3495 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
3496 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
3497 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
3498 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
3499 caso per i ``\textsl{buchi}'' vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
3500 risultato di \cmd{ls}.
3502 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra o usando la
3503 funzione \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) per spostarsi oltre la
3504 sua fine, esistono anche casi in cui si può avere bisogno di effettuare un
3505 troncamento, scartando i dati presenti al di là della dimensione scelta come
3506 nuova fine del file.
3508 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
3509 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
3510 dimensione si possono usare le due funzioni di sistema \funcd{truncate} e
3511 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
3515 \fdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
3516 \fdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
3517 \fdesc{Troncano un file.}
3519 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3520 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3522 \item[\errcode{EINTR}] si è stati interrotti da un segnale.
3523 \item[\errcode{EINVAL}] \param{length} è negativa o maggiore delle
3524 dimensioni massime di un file.
3525 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta il troncamento di un file.
3526 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
3528 per entrambe, mentre per \func{ftruncate} si avranno anche:
3530 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3531 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è un riferimento a un file o non è
3532 aperto in scrittura.
3534 e per \func{truncate} si avranno anche:
3536 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file o il
3537 permesso di attraversamento di una delle componenti del \textit{pathname}.
3538 \item[\errcode{EISDIR}] \param{file\_name} fa riferimento ad una directory.
3540 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
3541 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}
3542 nel loro significato generico.}
3545 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
3546 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
3547 fatto che il file viene indicato con un \textit{pathname} per \func{truncate}
3548 e con un file descriptor per \funcd{ftruncate}. Si tenga presente che se il
3549 file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
3552 Il comportamento in caso di lunghezza del file inferiore a \param{length} non
3553 è specificato e dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato
3554 invariato o esteso fino alla lunghezza scelta. Nel caso di Linux viene esteso
3555 con la creazione di un \textsl{buco} nel file e ad una lettura si otterranno
3556 degli zeri, si tenga presente però che questo comportamento è supportato solo
3557 per filesystem nativi, ad esempio su un filesystem non nativo come il VFAT di
3558 Windows questo non è possibile.
3561 \subsection{I tempi dei file}
3562 \label{sec:file_file_times}
3564 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, che sono registrati
3565 nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file. Questi possono
3566 essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso
3567 tre campi della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
3568 significato di questi tempi e dei relativi campi della struttura \struct{stat}
3569 è illustrato nello schema di tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
3570 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
3571 valore del tempo è espresso nel cosiddetto \textit{calendar time}, su cui
3572 torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3577 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3579 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3580 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3583 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3584 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3585 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3586 \func{write}, \func{utime} & default\\
3587 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3588 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3591 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3592 \label{tab:file_file_times}
3595 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3596 ultima modifica (il \textit{modification time}) riportato in \var{st\_mtime},
3597 ed il tempo di ultimo cambiamento di stato (il \textit{change status time})
3598 riportato in \var{st\_ctime}. Il primo infatti fa riferimento ad una modifica
3599 del contenuto di un file, mentre il secondo ad una modifica dei metadati
3600 dell'\textit{inode}. Dato che esistono molte operazioni, come la funzione
3601 \func{link} e altre che vedremo in seguito, che modificano solo le
3602 informazioni contenute nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del
3603 file, diventa necessario l'utilizzo di questo secondo tempo.
3605 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3606 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati perché
3607 più recenti dei loro sorgenti oppure dai programmi di backup, talvolta insieme
3608 anche al tempo di cambiamento di stato, per decidere quali file devono essere
3609 aggiornati nell'archiviazione. Il tempo di ultimo accesso viene di solito
3610 usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un certo
3611 lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa per
3612 cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3613 marcare i messaggi di posta che risultano letti.
3615 Il sistema non tiene mai conto dell'ultimo accesso all'\textit{inode},
3616 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
3617 sui tre tempi. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o
3618 \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima
3619 colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}. Si noti anche come non esista, a
3620 differenza di altri sistemi operativi, un \textsl{tempo di creazione} di un
3623 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3624 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3625 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3626 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3627 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3628 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3629 portatili, o i cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3632 Per questo motivo abbiamo visto in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting} come
3633 nello sviluppo del kernel siano stati introdotti degli opportuni \textit{mount
3634 flag} che consentissero di evitare di aggiornare continuamente una
3635 informazione che nella maggior parte dei casi non interessa. Per questo i
3636 valori che si possono trovare per l'\textit{access time} dipendono dalle
3637 opzioni di montaggio, ed anche, essendo stato cambiato il comportamento di
3638 default a partire dalla versione 2.6.30, dal kernel che si sta usando.
3640 In generale quello che si ha con i kernel più recenti è che il tempo di ultimo
3641 accesso viene aggiornato solo se è precedente al tempo di ultima modifica o
3642 cambiamento, o se è passato più di un giorno dall'ultimo accesso. Così si può
3643 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo una modifica e che il file
3644 viene comunque osservato regolarmente, conservando tutte le informazioni
3645 veramente utili senza dover consumare risorse in scritture continue per
3646 mantenere costantemente aggiornata una informazione che a questo punto non ha
3647 più nessuna rilevanza pratica.\footnote{qualora ce ne fosse la necessità è
3648 comunque possibile, tramite l'opzione di montaggio \texttt{strictatime},
3649 richiedere in ogni caso il comportamento tradizionale.}
3654 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3656 \multicolumn{1}{|p{2.3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3657 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3658 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3659 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3660 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3661 &\multicolumn{1}{|p{3.cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3664 \multicolumn{1}{|p{2.3cm}|}{}
3665 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3666 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3667 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3668 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3669 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3670 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3671 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3674 \func{chmod}, \func{fchmod}
3675 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3676 \func{chown}, \func{fchown}
3677 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3679 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3680 con \const{O\_CREATE} \\
3682 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3683 con \const{O\_TRUNC} \\
3685 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3687 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3689 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3691 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3693 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3695 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3697 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3698 con \const{O\_CREATE} \\
3700 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3701 con \const{O\_TRUNC} \\
3703 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3705 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3707 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3708 se esegue \func{unlink}\\
3710 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3711 se esegue \func{rmdir}\\
3713 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3714 per ambo gli argomenti\\
3716 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3718 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3720 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3722 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3724 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3726 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3728 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3731 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3732 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento di
3733 stato \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3734 \label{tab:file_times_effects}
3738 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3739 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3740 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3741 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3742 lo contiene. Questi ultimi possono essere capiti immediatamente se si tiene
3743 conto di quanto già detto e ripetuto a partire da
3744 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, e cioè che anche le directory sono anch'esse
3745 file che contengono una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del
3746 tutto analoga a tutti gli altri.
3748 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3749 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3750 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di ultima
3751 modifica. Un esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione
3752 di un file, invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha
3753 effetti solo sui tempi di quest'ultimo.
3755 Si ricordi infine come \var{st\_ctime} non è il tempo di creazione del file,
3756 che in Unix non esiste, anche se può corrispondervi per file che non sono mai
3757 stati modificati. Per questo motivo, a differenza di quanto avviene con altri
3758 sistemi operativi, quando si copia un file, a meno di preservare
3759 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3760 avrà sempre il tempo corrente in cui si è effettuata la copia come data di
3763 I tempi di ultimo accesso ed ultima modifica possono essere modificati
3764 esplicitamente usando la funzione di sistema \funcd{utime}, il cui prototipo
3769 \fdecl{int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3770 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso ed ultima modifica di un file.}
3773 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3774 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3776 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di attraversamento per uno dei
3777 componenti di \param{filename} o \param{times} è \val{NULL} e non si ha il
3778 permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del file o non si
3779 hanno i privilegi di amministratore.
3780 \item[\errcode{EPERM}] \param{times} non è \val{NULL}, e non si è
3781 proprietari del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
3783 ed inoltre \errval{ENOENT} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
3786 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e di ultima modifica del file
3787 specificato dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento
3788 il puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata
3789 in fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3790 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3791 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3793 \begin{figure}[!htb]
3794 \footnotesize \centering
3795 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3796 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3799 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3801 \label{fig:struct_utimebuf}
3804 L'effetto della funzione ed i privilegi necessari per eseguirla dipendono dal
3805 valore dell'argomento \param{times}. Se è \val{NULL} la funzione imposta il
3806 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file o essere
3807 proprietari del file o avere i privilegi di amministratore. Se invece si è
3808 specificato un valore diverso la funzione avrà successo solo se si è
3809 proprietari del file o se si hanno i privilegi di amministratore.\footnote{per
3810 essere precisi la capacità \const{CAP\_FOWNER}, vedi
3811 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} In entrambi i casi per verificare la
3812 proprietà del file viene utilizzato l'\ids{UID} effettivo del processo.
3814 Si tenga presente che non è possibile modificare manualmente il tempo di
3815 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3816 tutte le volte che si modifica l'\textit{inode}, e quindi anche alla chiamata
3817 di \func{utime}. Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che
3818 si possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
3819 realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere al file di
3820 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
3821 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è più complicata da
3822 realizzare.\footnote{esistono comunque molti programmi che consentono di farlo
3823 con relativa semplicità per cui non si dia per scontato che il valore sia
3824 credibile in caso di macchina compromessa.}
3826 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3827 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3828 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3829 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3830 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3831 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3832 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3833 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3834 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3837 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3838 di sistema, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3839 precisione; il suo prototipo è:
3843 \fdecl{int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3844 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso e ultima modifica di un file.}
3846 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3847 caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di \func{utime}.}
3850 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3851 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3852 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3853 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3854 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3855 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3856 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3858 \begin{figure}[!htb]
3859 \footnotesize \centering
3860 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3861 \includestruct{listati/timeval.h}
3864 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3865 con la precisione del microsecondo.}
3866 \label{fig:sys_timeval_struct}
3869 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3870 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3871 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3872 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file già
3873 aperto o di eseguirla direttamente su un collegamento simbolico. I relativi
3878 \fdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])}
3879 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3880 \fdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3881 \fdesc{Cambia i tempi di un collegamento simbolico.}
3884 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3885 caso \var{errno} assumerà uno gli stessi valori di \func{utimes}, con in più
3888 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3889 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3893 Le due funzioni hanno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3894 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3895 si può indicare il file su cui operare se questo è già aperto facendo
3896 riferimento al suo file descriptor, mentre con \func{lutimes} nel caso in
3897 cui \param{filename} sia un collegamento simbolico saranno modificati i suoi
3898 tempi invece di quelli del file a cui esso punta.
3900 Nonostante il kernel nelle versioni più recenti supporti, come accennato,
3901 risoluzioni dei tempi dei file fino al nanosecondo, le funzioni fin qui
3902 esaminate non consentono di impostare valori con questa precisione. Per questo
3903 sono state introdotte due nuove funzioni di sistema, \funcd{futimens} e
3904 \funcd{utimensat}, in grado di eseguire questo compito; i rispettivi prototipi
3909 \fdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])}
3910 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3911 \fdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3912 timespec times[2], int flags)}
3913 \fdesc{Cambia i tempi di un file.}
3916 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3917 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3919 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesta l'impostazione del tempo corrente ma
3920 non si ha il permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del
3921 file o non si hanno i privilegi di amministratore; oppure il file è
3922 immutabile (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3923 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido (solo
3924 \func{futimens}), oppure \param{dirfd} non è \const{AT\_FDCWD} o un file
3925 descriptor valido (solo \func{utimensat}).
3926 \item[\errcode{EFAULT}] \param{times} non è un puntatore valido (per
3927 entrambe), oppure \param{dirfd} è \const{AT\_FDCWD} ma \param{pathname} è
3928 \var{NULL} o non è un puntatore valido (solo \func{utimensat}).
3929 \item[\errcode{EINVAL}] si sono usati dei valori non corretti per i tempi
3930 di \param{times} (per entrambe), oppure è si usato un valore non valido
3931 per \param{flags}, oppure \param{pathname} è \var{NULL}, \param{dirfd} non
3932 è \const{AT\_FDCWD} e \param{flags} contiene \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}
3933 (solo \func{utimensat}).
3934 \item[\errcode{EPERM}] si è richiesto un cambiamento nei tempi non al tempo
3935 corrente, ma non si è proprietari del file o non si hanno i privilegi di
3936 amministratore; oppure il file è immutabile o \textit{append-only} (vedi
3937 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3938 \item[\errcode{ESRCH}] non c'è il permesso di attraversamento per una delle
3939 componenti di \param{pathname} (solo \func{utimensat})
3941 ed inoltre per entrambe \errval{EROFS} e per \func{utimensat}
3942 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel
3943 loro significato generico.}
3946 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3947 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec}, la cui definizione è
3948 riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}, che permette di specificare
3949 un valore dei tempi con una precisione fino al nanosecondo.
3951 \begin{figure}[!htb]
3952 \footnotesize \centering
3953 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
3954 \includestruct{listati/timespec.h}
3957 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3958 con la precisione del nanosecondo.}
3959 \label{fig:sys_timespec_struct}
3962 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3963 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3964 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3965 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3966 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3967 con \constd{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3968 \constd{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3969 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3970 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3971 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3973 Queste due funzioni sono una estensione definita nella revisione POSIX.1-2008
3974 dello standard POSIX, in Linux sono state introdotte a partire dal kernel
3975 2.6.22,\footnote{si tenga presente però che per kernel precedenti il 2.6.26 le
3976 due funzioni sono difettose nel rispetto di alcuni requisiti minori dello
3977 standard e nel controllo della correttezza dei tempi, per i dettagli dei
3978 quali si rimanda alla pagina di manuale.} e supportate dalla \acr{glibc} a
3979 partire dalla versione 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel
3980 2.6.16, era stata introdotta una \textit{system call} \funcm{futimesat}
3981 seguendo una bozza della revisione dello standard poi modificata; questa
3982 funzione, sostituita da \func{utimensat}, è stata dichiarata obsoleta, non è
3983 supportata da nessuno standard e non deve essere più utilizzata: pertanto
3984 non ne parleremo.} La prima è sostanzialmente una estensione di
3985 \func{futimes} che consente di specificare i tempi con precisione maggiore, la
3986 seconda supporta invece, rispetto ad \func{utimes}, una sintassi più complessa
3987 che consente una indicazione sicura del file su cui operare specificando la
3988 directory su cui si trova tramite il file descriptor \param{dirfd} ed il suo
3989 nome come \textit{pathname relativo} in \param{pathname}.\footnote{su Linux
3990 solo \func{utimensat} è una \textit{system call} e \func{futimens} è una
3991 funzione di libreria, infatti se \param{pathname} è \var{NULL} \param{dirfd}
3992 viene considerato un file descriptor ordinario e il cambiamento del tempo
3993 applicato al file sottostante, qualunque esso sia, per cui
3994 \code{futimens(fd, times}) è del tutto equivalente a \code{utimensat(fd,
3997 Torneremo su questa sintassi e sulla sua motivazione in
3998 sez.~\ref{sec:file_openat}, quando tratteremo tutte le altre funzioni (le
3999 cosiddette \textit{at-functions}) che la utilizzano; essa prevede comunque
4000 anche la presenza dell'argomento \param{flags} con cui attivare flag di
4001 controllo che modificano il comportamento della funzione, nel caso specifico
4002 l'unico valore consentito è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW} che indica alla
4003 funzione di non dereferenziare i collegamenti simbolici, cosa che le permette
4004 di riprodurre le funzionalità di \func{lutimes}.
4009 \section{Il controllo di accesso ai file}
4010 \label{sec:file_access_control}
4012 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
4013 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
4014 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
4015 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono utilizzabili
4016 anche filesystem di altri sistemi operativi, che non supportano queste
4017 caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
4018 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
4021 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
4022 \label{sec:file_perm_overview}
4024 Ad ogni file Linux associa sempre, oltre ad un insieme di permessi, l'utente
4025 che ne è proprietario (il cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di
4026 appartenenza, indicati dagli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e
4027 \ids{GID}) di cui abbiamo già parlato in
4028 sez.~\ref{sec:proc_access_id}.\footnote{questo è vero solo per filesystem di
4029 tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem VFAT di Windows, che non
4030 fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per il quale queste
4031 proprietà vengono assegnate in maniera fissa con opportune opzioni di
4032 montaggio.} Anche questi sono mantenuti sull'\textit{inode} insieme alle
4033 altre proprietà e sono accessibili da programma tramite la funzione
4034 \func{stat} (trattata in sez.~\ref{sec:file_stat}), che restituisce l'utente
4035 proprietario nel campo \var{st\_uid} ed il gruppo proprietario nel campo
4036 \var{st\_gid} della omonima struttura \struct{stat}.
4038 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
4039 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
4040 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
4041 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
4042 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
4043 controllo ancora più sofisticati come il \textit{Mandatory Access Control}
4044 di \textit{SELinux} e delle altre estensioni come \textit{Smack} o
4045 \textit{AppArmor}.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è
4046 più che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre
4047 permessi di base associati ad ogni file sono:
4049 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
4051 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
4052 dall'inglese \textit{write}).
4053 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
4054 dall'inglese \textit{execute}).
4056 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
4058 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
4059 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
4061 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
4064 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
4065 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
4066 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
4067 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
4071 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
4072 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
4073 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
4074 \label{fig:file_perm_bit}
4077 I restanti tre bit (noti come \textit{suid bit}, \textit{sgid bit}, e
4078 \textit{sticky bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più
4079 complesse del meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito
4080 (in sez.~\ref{sec:file_special_perm}), lo schema di allocazione dei bit è
4081 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Come tutte le altre proprietà di
4082 un file anche i permessi sono memorizzati nell'\textit{inode}, e come
4083 accennato in sez.~\ref{sec:file_types} essi sono vengono restituiti in una
4084 parte del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di nuovo
4085 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
4087 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
4088 \texttt{u} (per \textit{user}), \texttt{g} (per \textit{group}) e \texttt{o}
4089 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
4090 insieme si usa la lettera \texttt{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
4091 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso a
4092 suo tempo nel VMS, si parla dei permessi base come di permessi per
4093 \textit{owner}, \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar
4094 luogo a confusione. Le costanti che permettono di accedere al valore numerico
4095 di questi bit nel campo \var{st\_mode}, già viste in
4096 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, sono riportate per chiarezza una seconda volta
4097 in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
4102 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
4104 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
4107 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
4108 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
4109 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
4111 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
4112 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
4113 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
4115 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
4116 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
4117 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
4120 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
4121 \texttt{<sys/stat.h>}}
4122 \label{tab:file_bit_perm}
4125 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
4126 che si riferiscano a dei file, dei collegamenti simbolici o delle directory;
4127 qui ci limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli
4130 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
4131 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
4132 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
4133 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
4134 esecuzione). Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che
4135 essa può essere attraversata nella risoluzione del \textit{pathname}, e per
4136 questo viene anche chiamato permesso di attraversamento. Esso è sempre
4137 distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
4138 contenuto della directory.
4140 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
4141 lettura si potrà lo stesso aprire un file all'interno di una directory (se si
4142 hanno i permessi adeguati per il medesimo) ma non si potrà vederlo con
4143 \cmd{ls} mancando il permesso di leggere il contenuto della directory. Per
4144 crearlo o rinominarlo o cancellarlo invece occorrerà avere anche il permesso
4145 di scrittura per la directory.
4147 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
4148 (si veda quanto riportato in sez.~\ref{sec:file_open_close}) di sola lettura o
4149 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
4150 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
4151 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file o per
4152 aggiornare il suo tempo di ultima modifica al tempo corrente, ma non per
4153 modificare arbitrariamente quest'ultimo, operazione per la quale, come per
4154 buona parte delle modifiche effettuate sui metadati del file, occorre esserne
4157 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
4158 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione. Gli
4159 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
4160 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
4161 disco). Per la cancellazione non è necessario nessun tipo di permesso per il
4162 file stesso dato che, come illustrato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}
4163 esso non viene toccato, nella cancellazione infatti viene solo modificato il
4164 contenuto della directory, rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento. Lo
4165 stesso vale per poter rinominare o spostare il file in altra directory, in
4166 entrambi i casi occorrerà il permesso di scrittura sulle directory che si
4169 Per poter eseguire un file, che sia un programma compilato od uno script di
4170 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel, occorre
4171 oltre al permesso di lettura per accedere al contenuto avere anche il permesso
4172 di esecuzione. Inoltre solo i file regolari possono essere eseguiti. Per i
4173 file di dispositivo i permessi validi sono solo quelli di lettura e scrittura,
4174 che corrispondono al poter eseguire dette operazioni sulla periferica
4177 I permessi per un collegamento simbolico sono ignorati, contano quelli del
4178 file a cui fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta
4179 per un collegamento simbolico tutti i permessi come concessi. Utente e gruppo
4180 a cui esso appartiene vengono pure ignorati quando il collegamento viene
4181 risolto, vengono controllati solo quando viene richiesta la rimozione del
4182 collegamento e quest'ultimo è in una directory con lo \textit{sticky bit}
4183 impostato (si veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
4185 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
4186 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
4187 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
4188 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
4189 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
4190 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
4191 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
4192 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
4193 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
4196 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
4197 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
4198 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
4199 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
4200 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
4201 cui l'utente appartiene.
4203 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
4204 di accesso sono i seguenti:
4206 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
4207 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo. Per
4208 questo motivo l'amministratore ha piena libertà di accesso a tutti i file.
4209 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
4210 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
4213 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di
4214 \textit{user-read} se il processo vuole accedere in lettura, quello di
4215 \textit{user-write} per l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi
4216 d'accesso dell'utente è impostato, l'accesso è consentito;
4217 \item altrimenti l'accesso è negato.
4219 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4220 del processo corrispondono al \ids{GID} del file allora:
4222 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
4224 \item altrimenti l'accesso è negato.
4226 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
4227 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4230 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
4231 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un
4232 file, l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per
4233 l'utente; i permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso
4234 vale se il processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i
4235 permessi per tutti gli altri non vengono controllati.
4237 Questo significa che se si è proprietari di un file ma non si ha il permesso
4238 di scrittura, non vi si potrà scrivere anche se questo fosse scrivibile per
4239 tutti gli altri. Permessi di questo tipo sono ovviamente poco ortodossi, e
4240 comunque, come vedremo in sez.~\ref{sec:file_perm_management}, il proprietario
4241 di un file può sempre modificarne i permessi, e riassegnarsi un eventuale
4242 permesso di scrittura mancante.
4244 \itindbeg{file~attributes}
4246 A questi che sono i permessi ordinari si aggiungono, per i filesystem che
4247 supportano questa estensione, due permessi speciali mantenuti nei cosiddetti
4248 \textit{file attributes}, che si possono leggere ed impostare con i comandi
4249 \cmd{lsattr} e \cmd{chattr}.\footnote{per l'utilizzo di questi comandi e per
4250 le spiegazioni riguardo tutti gli altri \textit{file attributes} si rimanda
4251 alla sezione 1.4.4 di \cite{AGL}.}
4253 Il primo è il cosiddetto attributo di immutabilità (\textit{immutable},
4254 identificato dalla lettera \texttt{i}) che impedisce ogni modifica al file,
4255 \textit{inode} compreso. Questo significa non solo che non se ne può cambiare
4256 il contenuto, ma neanche nessuna delle sue proprietà, ed in particolare non si
4257 può modificare nei permessi o nei tempi o nel proprietario ed inoltre, visto
4258 che non se può modificare il \textit{link count}, non si può neanche
4259 cancellare, rinominare, o creare \textit{hard link} verso di esso.
4261 Il secondo è il cosiddetto attributo di \textit{append-only}, (identificato
4262 dalla lettera \texttt{a}) che consente soltanto la scrittura in coda al
4263 file. Il file cioè può essere soltanto esteso nel contenuto, ma i suoi
4264 metadati, a parte i tempi che però possono essere impostati al valore
4265 corrente, non possono essere modificati in alcun modo, quindi di nuovo non si
4266 potrà cancellare, rinominare, o modificare nei permessi o nelle altre
4269 Entrambi questi attributi attivano queste restrizioni a livello di filesystem,
4270 per cui a differenza dei permessi ordinari esse varranno per qualunque utente
4271 compreso l'amministratore. L'amministratore è l'unico che può attivare o
4272 disattivare questi attributi,\footnote{più precisamente un processo con la
4273 capacità \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, vedi
4274 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} e potendo rimuoverli è comunque capace di
4275 tornare in grado di eseguire qualunque operazione su un file immutabile o
4276 \textit{append-only}.
4278 \itindend{file~attributes}
4282 \subsection{I bit dei permessi speciali}
4283 \label{sec:file_special_perm}
4288 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
4289 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
4290 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
4291 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
4292 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
4293 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
4294 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
4296 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
4297 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
4298 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
4299 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
4300 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
4302 Se però il file del programma, che ovviamente deve essere
4303 eseguibile,\footnote{anzi più precisamente un binario eseguibile: per motivi
4304 di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid} per gli script
4305 eseguibili.} ha il bit \acr{suid} impostato, il kernel assegnerà come
4306 \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del proprietario del file al
4307 posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere il bit \acr{sgid}
4308 impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del processo. É
4309 comunque possibile riconoscere questa situazione perché il cambiamento viene
4310 effettuato solo sugli identificativi del gruppo \textit{effective}, mentre
4311 quelli dei gruppi \textit{real} e \textit{saved} restano quelli dell'utente
4312 che ha eseguito il programma.
4314 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
4315 di usare programmi che richiedono privilegi speciali. L'esempio classico è il
4316 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
4317 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
4318 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
4319 il comando \cmd{passwd} appartiene in genere all'utente \textit{root} ma ha il
4320 bit \acr{suid} impostato, per cui quando viene lanciato da un utente normale
4321 ottiene comunque i privilegi di amministratore.
4323 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
4324 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
4325 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
4326 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
4327 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
4329 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
4330 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera ``\cmd{s}'' al posto della
4331 ``\cmd{x}'' in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa
4332 lettera ``\cmd{s}'' può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare
4333 questi bit. Infine questi bit possono essere controllati all'interno di
4334 \var{st\_mode} con l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e
4335 \const{S\_IGID}, i cui valori sono riportati in
4336 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
4338 Gli stessi bit vengono ad assumere un significato completamente diverso per le
4339 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
4340 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
4341 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
4344 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata da
4345 SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo sia
4346 anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare per
4347 quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
4348 dettaglio più avanti, in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4353 \itindbeg{sticky~bit}
4355 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
4356 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
4357 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
4358 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
4359 si poteva impostare questo bit.
4361 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
4362 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
4363 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
4364 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
4365 continuo o una partizione indicizzata direttamente si poteva risparmiare in
4366 tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la struttura del
4367 filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera ``\texttt{t}''
4368 al posto della ``\texttt{x}'' nei permessi per gli altri.
4370 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
4371 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
4372 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
4373 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
4374 sostanzialmente inutile questo procedimento.
4376 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
4377 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
4378 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
4379 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
4380 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
4381 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
4384 \item l'utente è proprietario del file,
4385 \item l'utente è proprietario della directory,
4386 \item l'utente è l'amministratore.
4389 Un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
4390 cui permessi infatti di solito sono i seguenti:
4392 piccardi@hain:~/gapil$ \textbf{ls -ld /tmp}
4393 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
4396 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
4397 utente nel sistema può creare dei file in questa directory, che come
4398 suggerisce il nome è normalmente utilizzata per la creazione di file
4399 temporanei, ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
4400 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
4401 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
4403 \itindend{sticky~bit}
4407 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
4408 \label{sec:file_perm_management}
4410 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
4411 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
4412 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
4413 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
4414 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
4415 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
4416 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
4418 Per far questo si può usare la funzione di sistema \funcd{access}, il cui
4423 \fdecl{int access(const char *pathname, int mode)}
4424 \fdesc{Verifica i permessi di accesso.}
4427 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4428 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4430 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
4431 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
4432 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
4433 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
4434 un filesystem montato in sola lettura.
4435 \item[\errcode{ETXTBSY}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un
4436 eseguibile binario correntemente in esecuzione.
4438 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
4439 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
4440 significato generico.}
4443 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
4444 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
4445 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
4446 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
4447 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
4448 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
4449 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
4450 riferisca ad un collegamento simbolico, questo viene seguito ed il controllo è
4451 fatto sul file a cui esso fa riferimento.
4453 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso per \param{pathname},
4454 ma occorre poter risolvere quest'ultimo, e se non c'è il permesso di
4455 esecuzione per una qualunque delle sue componenti la funzione fallirà
4456 indipendentemente dai permessi del file. Si tenga presente poi che il fatto
4457 che una directory abbia permesso di scrittura non significa che vi si possa
4458 scrivere come fosse un file, e che se un file ha il permesso di esecuzione non
4459 è detto che sia eseguibile. La funzione ha successo solo se tutti i permessi
4460 controllati sono disponibili.
4465 \begin{tabular}{|c|l|}
4467 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
4470 \constd{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
4471 \constd{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
4472 \constd{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
4473 \constd{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
4476 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{mode} della funzione
4478 \label{tab:file_access_mode_val}
4481 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
4482 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
4483 l'uso del \textit{suid bit}) che vuole controllare se l'utente originale ha i
4484 permessi per accedere ad un certo file, ma eseguire questo controllo prima di
4485 aprire il file espone al rischio di una \textit{race condition} che apre ad un
4486 possibile \textit{symlink attack} fra il controllo e l'apertura del file. In
4487 questo caso è sempre opportuno usare invece la funzione \func{faccessat} che
4488 tratteremo insieme alle altre \textit{at-functions} in
4489 sez.~\ref{sec:file_openat}.
4491 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcm{euidaccess} e
4492 \funcm{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
4493 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
4494 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
4495 prototipo\footnote{in realtà \funcm{eaccess} è solo un sinonimo di
4496 \funcm{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
4497 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
4498 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
4501 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
4502 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
4503 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
4508 \fdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)}
4509 \fdesc{Cambia i permessi del file indicato da \param{path} al valore indicato
4511 \fdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)}
4512 \fdesc{Analoga alla precedente, ma usa il file descriptor \param{fd} per
4517 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4518 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4520 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4521 proprietario del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
4522 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
4524 ed inoltre per entrambe \errval{EIO}, per \func{chmod} \errval{EACCES},
4525 \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
4526 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchmod} \errval{EBADF} nel loro
4527 significato generico.}
4531 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
4532 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
4533 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi
4539 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
4541 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
4544 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID bit.\\
4545 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID bit.\\
4546 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit.\\
4548 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
4549 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
4550 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
4551 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
4553 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
4554 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
4555 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
4556 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
4558 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
4559 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
4560 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
4561 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
4564 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
4565 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
4566 \label{tab:file_permission_const}
4569 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
4570 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}, e corrispondono agli stessi valori
4571 usati per \var{st\_mode} in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}. Il valore
4572 di \param{mode} può essere ottenuto combinando fra loro con un OR binario le
4573 costanti simboliche relative ai vari bit, o specificato direttamente, come per
4574 l'omonimo comando di shell, con un valore numerico (la shell lo vuole in
4575 ottale, dato che i bit dei permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si
4576 può calcolare direttamente usando lo schema di utilizzo dei bit illustrato in
4577 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4579 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
4580 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
4581 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
4582 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
4583 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
4585 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
4586 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
4587 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
4588 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
4589 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
4591 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
4592 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
4593 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
4594 in particolare accade che:
4596 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
4597 l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
4598 cancellato, senza notifica di errore, qualora sia stato indicato
4600 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
4601 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
4602 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
4603 Per evitare che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente
4604 ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente
4605 cancellato da \param{mode}, senza notifica di errore, qualora il gruppo del
4606 file non corrisponda a quelli associati al processo; la cosa non avviene
4607 quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero.
4610 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
4611 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
4612 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
4613 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
4614 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
4615 permessi di un file qualora un processo che non appartenga
4616 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
4617 della capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
4618 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
4619 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
4620 perdita di questo privilegio.
4622 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
4623 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
4624 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
4625 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open_close}, permettono di indicare
4626 esplicitamente i permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile
4627 per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza
4628 di utenti e gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia
4629 nativa quando i permessi non vengono indicati esplicitamente.
4633 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
4634 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
4635 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
4636 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
4637 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
4638 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
4639 \kstruct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera
4640 di bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
4641 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
4642 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
4643 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
4644 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
4645 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
4648 La funzione di sistema che permette di impostare il valore di questa maschera
4649 di controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
4653 \fdecl{mode\_t umask(mode\_t mask)}
4654 \fdesc{Imposta la maschera dei permessi.}
4657 {La funzione ritorna il precedente valore della maschera, non sono previste
4658 condizioni di errore.}
4661 La funzione imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato
4662 da \param{mask}, di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi. In
4663 genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che escluda
4664 preventivamente alcuni permessi, il caso più comune è eliminare il permesso di
4665 scrittura per il gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore
4666 per \param{mask} pari a $022$. In questo modo è possibile cancellare
4667 automaticamente i permessi non voluti. Di norma questo valore viene impostato
4668 una volta per tutte al login (a $022$ se non indicato altrimenti), e gli
4669 utenti non hanno motivi per modificarlo.
4674 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
4675 \label{sec:file_ownership_management}
4677 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_open_close} con quali funzioni si possono creare
4678 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
4679 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
4680 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
4681 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
4682 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
4684 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
4685 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
4686 prevede due diverse possibilità:
4688 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} effettivo del
4690 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} della directory in
4694 In genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
4695 semantica BSD. Linux invece segue normalmente quella che viene chiamata
4696 semantica SVr4: di norma un nuovo file viene creato, seguendo la prima
4697 opzione, con il \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene
4698 creato ha il bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda
4699 opzione. L'adozione di questa semantica però può essere controllata,
4700 all'interno di alcuni filesystem,\footnote{con il kernel 2.6.25 questi erano
4701 \acr{ext2}, \acr{ext3}, \acr{ext4}, e XFS.} con l'uso dell'opzione di
4702 montaggio \texttt{grpid}, che se attivata fa passare all'uso della semantica
4705 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
4706 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
4707 partenza, in tutte le sotto-directory. La semantica SVr4 offre la possibilità
4708 di scegliere, ma per ottenere lo stesso risultato di coerenza che si ha con
4709 quella di BSD necessita che quando si creano nuove directory venga propagato
4710 il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento predefinito del comando
4711 \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che le varie distribuzioni
4712 assicurano che le sotto-directory create nella home di un utente restino
4713 sempre con il \ids{GID} del gruppo primario dello stesso.
4715 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4716 directory contenenti file condivisi da un gruppo di utenti in cui possono
4717 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4718 utenti vi creano appartengano allo gruppo stesso. Questo non risolve però
4719 completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4720 gruppo, in quanto di default i permessi assegnati al gruppo non sono
4721 sufficienti per un accesso in scrittura; in questo caso si deve aver cura di
4722 usare prima della creazione dei file un valore per \textit{umask} lasci il
4723 permesso di scrittura.\footnote{in tal caso si può assegnare agli utenti del
4724 gruppo una \textit{umask} di $002$, anche se la soluzione migliore in questo
4725 caso è usare una ACL di default (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4727 Come avviene nel caso dei permessi esistono anche delle appropriate funzioni
4728 di sistema, \funcd{chown} \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di
4729 cambiare sia l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi
4735 \fdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4736 \fdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4737 \fdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4738 \fdesc{Cambiano proprietario e gruppo proprietario di un file.}
4741 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4742 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4744 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4745 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi.
4747 ed inoltre per tutte \errval{EROFS} e \errval{EIO}, per \func{chown}
4748 \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
4749 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchown}
4750 \errval{EBADF} nel loro significato generico.}
4753 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4754 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}. Con Linux solo
4755 l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la capacità
4756 \const{CAP\_CHOWN}, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il
4757 proprietario di un file; in questo viene seguita la semantica usata da BSD che
4758 non consente agli utenti di assegnare i loro file ad altri utenti evitando
4759 eventuali aggiramenti delle quote. L'amministratore può cambiare sempre il
4760 gruppo di un file, il proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che
4761 gli appartengono e solo se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei
4762 gruppi di cui fa parte.
4764 La funzione \func{chown} segue i collegamenti simbolici, per operare
4765 direttamente su un collegamento simbolico si deve usare la funzione
4766 \func{lchown}.\footnote{fino alla versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non
4767 seguiva i collegamenti simbolici, da allora questo comportamento è stato
4768 assegnato alla funzione \func{lchown}, introdotta per l'occasione, ed è
4769 stata creata una nuova \textit{system call} per \func{chown} che seguisse i
4770 collegamenti simbolici.} La funzione \func{fchown} opera su un file aperto,
4771 essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX. Un'altra estensione
4772 rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come valore
4773 per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4775 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4776 privilegi di amministratore entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
4777 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia
4778 usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare che
4779 per il file è attivo il \textit{mandatory locking} (vedi
4780 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4783 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4784 \label{sec:file_riepilogo}
4786 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4787 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4788 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4789 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4790 fornire un quadro d'insieme.
4795 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4797 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4798 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4799 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4800 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4801 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4803 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4804 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4805 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4806 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4809 1&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce l'\ids{UID} effettivo dell'utente.\\
4810 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce il \ids{GID} effettivo del gruppo.\\
4811 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4812 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4813 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per l'utente.\\
4814 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per l'utente.\\
4815 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per l'utente.\\
4816 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo.\\
4817 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo.\\
4818 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo.\\
4819 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4820 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4821 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4824 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4825 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4826 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4827 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4828 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4830 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4831 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4832 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4833 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4836 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4837 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo ai nuovi file creati.\\
4838 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Solo il proprietario di un file può rimuoverlo.\\
4839 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per l'utente.\\
4840 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per l'utente.\\
4841 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per l'utente.\\
4842 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo.\\
4843 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo.\\
4844 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo.\\
4845 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4846 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4847 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4850 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4852 \label{tab:file_fileperm_bits}
4855 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4856 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4857 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4858 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4859 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \textit{suid},
4860 \textit{sgid} e \textit{sticky} con la notazione illustrata anche in
4861 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4862 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4863 caso si è riapplicato ai bit di \textit{suid}, \textit{sgid} e \textit{sticky}
4864 la notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4866 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i
4867 collegamenti simbolici, mentre per i file di dispositivo hanno senso soltanto
4868 i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla possibilità di
4869 compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4871 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4872 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4873 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4874 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4875 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4876 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4879 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4880 \label{sec:file_dir_advances}
4882 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4883 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4884 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4885 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4888 \subsection{Gli attributi estesi}
4889 \label{sec:file_xattr}
4891 \itindbeg{Extended~Attributes}
4893 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4894 che il sistema mantiene negli \textit{inode}, e le varie funzioni che
4895 permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste informazioni
4896 siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix origina negli
4897 anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano minime. Con il
4898 venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere l'esigenza di
4899 poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte (quelli che
4900 abbiamo chiamato genericamente \textsl{metadati}) che però non potevano
4901 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \textit{inode}.
4903 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4904 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4905 Attributes} che consente di associare delle informazioni ulteriori ai
4906 singoli file.\footnote{essi ad esempio vengono usati per le ACL, che
4907 tratteremo in sez.~\ref{sec:file_ACL} e le \textit{file capabilities}, che
4908 vedremo in sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} Gli \textsl{attributi estesi}
4909 non sono altro che delle coppie nome/valore che sono associate permanentemente
4910 ad un oggetto sul filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di
4911 ambiente (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4913 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4914 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4915 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4916 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4917 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4918 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4919 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4920 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4921 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4922 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4923 l'atomicità di tutte le operazioni.
4925 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \textit{inode}
4926 e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura il valore
4927 corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura prevede
4928 che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4930 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4931 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4932 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4933 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4934 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4935 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4936 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4937 all'interno di un singolo blocco, pertanto con dimensioni massime pari a
4938 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4939 in fase di creazione del filesystem, mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4940 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4941 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4942 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4943 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4944 gruppo proprietari del file.
4946 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4947 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4948 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4949 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4950 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4951 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4952 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4953 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4954 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4955 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4956 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4961 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4963 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4966 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4967 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4968 \textit{Linux Security Modules}), per le realizzazione
4969 di meccanismi evoluti di controllo di accesso come
4970 \textit{SELinux} o le \textit{capabilities} dei
4971 file di sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4972 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4973 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4974 file come le ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le
4975 \textit{capabilities} (vedi
4976 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4977 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4978 utilizzati per poter realizzare in user space
4979 meccanismi che consentano di mantenere delle
4980 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4981 ai processi ordinari.\\
4982 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4983 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4984 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4985 file) accessibili dagli utenti.\\
4988 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4989 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4990 \label{tab:extended_attribute_class}
4994 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è di impiegarli per
4995 realizzare delle estensioni (come le ACL, \textit{SELinux}, ecc.) al
4996 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4997 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe che
4998 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4999 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
5000 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
5001 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5002 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
5003 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
5004 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui \textit{Linux Security
5005 Modules} (ad esempio \textit{SELinux}). Pertanto l'accesso in lettura o
5006 scrittura dipende dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal
5007 modulo di sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le
5008 sue). Se non è stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in
5009 lettura sarà consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo
5010 ai processi con privilegi amministrativi dotati della capacità
5011 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
5013 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
5014 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
5015 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
5016 delle ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) l'accesso è consentito in lettura
5017 ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file (cioè
5018 hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed in
5019 scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della capacità
5020 \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale a dire una politica di accesso analoga a
5021 quella impiegata per gli ordinari permessi dei file.}
5023 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
5024 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
5025 privilegi amministrativi dotati della capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In
5026 questo modo si possono utilizzare questi attributi per realizzare in user
5027 space dei meccanismi di controllo che accedono ad informazioni non
5028 disponibili ai processi ordinari.
5030 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
5031 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
5032 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
5033 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
5034 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
5035 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
5036 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
5037 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
5038 quali è normale avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
5039 utenti, come i collegamenti simbolici, o alcuni file di dispositivo come
5040 \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli \textit{extended
5041 user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi dati a
5042 piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo comportamento
5043 permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile dagli
5044 \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il disco.}
5046 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
5047 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
5048 un file di dispositivo attengono alle capacità di accesso al dispositivo
5049 sottostante,\footnote{motivo per cui si può formattare un disco anche se
5050 \texttt{/dev} è su un filesystem in sola lettura.} mentre per i
5051 collegamenti simbolici questi vengono semplicemente ignorati: in nessuno dei
5052 due casi hanno a che fare con il contenuto del file, e nella discussione
5053 relativa all'uso degli \textit{extended user attributes} nessuno è mai stato
5054 capace di indicare una qualche forma sensata di utilizzo degli stessi per
5055 collegamenti simbolici o file di dispositivo, e neanche per le \textit{fifo} o i
5056 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
5057 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
5058 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
5059 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
5060 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
5061 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
5062 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \textit{sticky bit}
5063 attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended user attributes}
5064 soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i privilegi
5065 amministrativi della capacità \const{CAP\_FOWNER}.
5068 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
5069 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte della \acr{glibc}, e
5070 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
5071 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
5072 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
5073 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
5074 l'opzione \texttt{-lattr}.
5076 Per leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni di
5077 sistema, \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che
5078 consentono rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a
5079 un collegamento simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi
5084 \fhead{attr/xattr.h}
5085 \fdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void *value,
5087 \fdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void *value,
5089 \fdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
5091 \fdesc{Leggono il valore di un attributo esteso.}
5094 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione
5095 dell'attributo richiesto in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5096 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5098 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5099 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5100 filesystem o sono disabilitati.
5101 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5102 non è sufficiente per contenere il risultato.
5104 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5105 stesso significato, ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5106 permessi di accesso all'attributo.}
5109 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
5110 un \textit{pathname} che indica il file di cui si vuole richiedere un
5111 attributo, la sola differenza è che la seconda, se il \textit{pathname} indica
5112 un collegamento simbolico, restituisce gli attributi di quest'ultimo e non
5113 quelli del file a cui esso fa riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende
5114 invece come primo argomento un numero di file descriptor, e richiede gli
5115 attributi del file ad esso associato.
5117 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
5118 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
5119 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
5120 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
5121 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
5122 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
5123 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
5124 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
5125 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
5127 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
5128 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
5129 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
5130 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
5131 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
5132 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
5133 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
5134 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
5135 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
5137 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
5138 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
5139 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
5140 collegamento simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
5144 \fhead{attr/xattr.h}
5145 \fdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5146 size\_t size, int flags)}
5147 \fdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5148 size\_t size, int flags)}
5149 \fdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value, size\_t
5151 \fdesc{Impostano il valore di un attributo esteso.}
5154 {Le funzioni ritornano un $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5155 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5157 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
5158 l'attributo esiste già.
5159 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
5160 l'attributo richiesto non esiste.
5161 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5162 filesystem o sono disabilitati.
5164 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5165 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5166 permessi di accesso all'attributo.}
5169 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
5170 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
5171 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
5172 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
5173 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
5174 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
5176 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
5177 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
5178 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
5179 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
5180 prendere due valori: con \constd{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
5181 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
5182 con \constd{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
5183 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
5184 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
5185 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
5187 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
5188 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
5189 presenti; a questo provvedono le funzioni di sistema \funcd{listxattr},
5190 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
5194 \fhead{attr/xattr.h}
5195 \fdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5196 \fdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5197 \fdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
5198 \fdesc{Leggono la lista degli attributi estesi di un file.}
5201 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione della lista
5202 in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5205 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5206 filesystem o sono disabilitati.
5207 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5208 non è sufficiente per contenere il risultato.
5210 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5211 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5212 permessi di accesso all'attributo.}
5215 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
5216 di un file, un collegamento simbolico o specificando un file descriptor, da
5217 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
5218 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
5219 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
5221 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
5222 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
5223 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
5224 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
5225 dimensione totale della lista in byte.
5227 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
5228 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
5229 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
5230 usando per \param{size} un valore nullo.
5232 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
5233 un ultimo gruppo di funzioni di sistema: \funcd{removexattr},
5234 \funcd{lremovexattr} e \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
5238 \fhead{attr/xattr.h}
5239 \fdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
5240 \fdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
5241 \fdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
5242 \fdesc{Rimuovono un attributo esteso di un file.}
5245 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5246 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5248 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5249 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5250 filesystem o sono disabilitati.
5252 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5253 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5254 permessi di accesso all'attributo.}
5257 Le tre funzioni rimuovono un attributo esteso operando rispettivamente su di
5258 un file, su un collegamento simbolico o un file descriptor, che vengono
5259 specificati dal valore passato con il loro primo argomento. L'attributo da
5260 rimuovere deve essere anche in questo caso indicato con
5261 l'argomento \param{name} secondo le stesse modalità già illustrate in
5262 precedenza per le altre funzioni relative alla gestione degli attributi
5265 \itindend{Extended~Attributes}
5268 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
5269 \label{sec:file_ACL}
5271 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
5272 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
5274 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
5276 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
5277 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
5278 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
5279 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
5280 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
5281 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
5282 si può soddisfare in maniera semplice.}
5284 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
5285 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
5286 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
5287 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
5288 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
5289 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
5290 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
5292 Gli obiettivi del gruppo di lavoro erano però forse troppo ambizioni, e nel
5293 gennaio del 1998 i finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati
5294 alla definizione dello standard richiesto. Dato però che una parte della
5295 documentazione prodotta era di alta qualità venne deciso di rilasciare al
5296 pubblico la diciassettesima bozza del documento, quella che va sotto il nome
5297 di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17}, che è divenuta la base sulla quale si
5298 definiscono le cosiddette \textit{Posix ACL}.
5300 A differenza di altri sistemi, come ad esempio FreeBSD, nel caso di Linux si è
5301 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli \textit{Extended
5302 Attributes} (appena trattati in sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte
5303 le relative funzioni di gestione tramite una libreria, \texttt{libacl} che
5304 nasconde i dettagli implementativi delle ACL e presenta ai programmi una
5305 interfaccia che fa riferimento allo standard POSIX 1003.1e.
5307 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte della
5308 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
5309 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
5310 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
5311 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
5312 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
5313 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che le ACL
5314 devono essere attivate esplicitamente montando il filesystem\footnote{che deve
5315 supportarle, ma questo è ormai vero per praticamente tutti i filesystem più
5316 comuni, con l'eccezione di NFS per il quale esiste però un supporto
5317 sperimentale.} su cui le si vogliono utilizzare con l'opzione \texttt{acl}
5318 attiva. Dato che si tratta di una estensione è infatti opportuno utilizzarle
5319 soltanto laddove siano necessarie.
5321 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
5322 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
5323 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
5324 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
5325 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
5326 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
5327 può impostare una ACL aggiuntiva, detta ``\textit{Default ACL}'', che serve ad
5328 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
5329 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
5330 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
5331 la capacità \const{CAP\_FOWNER}.
5336 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5338 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5341 \constd{ACL\_USER\_OBJ}& Voce che contiene i diritti di accesso del
5342 proprietario del file.\\
5343 \constd{ACL\_USER} & Voce che contiene i diritti di accesso per
5344 l'utente indicato dal rispettivo
5346 \constd{ACL\_GROUP\_OBJ}&Voce che contiene i diritti di accesso del
5347 gruppo proprietario del file.\\
5348 \constd{ACL\_GROUP} & Voce che contiene i diritti di accesso per
5349 il gruppo indicato dal rispettivo
5351 \constd{ACL\_MASK} & Voce che contiene la maschera dei massimi
5352 permessi di accesso che possono essere garantiti
5353 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
5354 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
5355 \constd{ACL\_OTHER} & Voce che contiene i diritti di accesso di chi
5356 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
5359 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
5360 \label{tab:acl_tag_types}
5363 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
5364 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
5365 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5366 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
5367 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
5368 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
5371 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
5372 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
5373 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore.
5374 Ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
5375 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
5376 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi, è obbligatoria anche la
5377 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
5380 Una voce di tipo \const{ACL\_MASK} serve a mantenere la maschera dei permessi
5381 che possono essere assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER},
5382 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}. Se in una di queste voci si
5383 fosse specificato un permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo
5384 verrebbe ignorato. L'uso di una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare
5385 utilità quando essa associata ad una \textit{Default ACL} su una directory, in
5386 quanto i permessi così specificati verranno ereditati da tutti i file creati
5387 nella stessa directory. Si ottiene così una sorta di \textit{umask} associata
5388 ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
5390 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
5391 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
5392 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
5393 ordinari vengono mappati nelle tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5394 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
5395 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
5396 riflesso sui permessi ordinari dei file e viceversa.\footnote{per permessi
5397 ordinari si intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare
5398 dato che un filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.}
5400 In realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5401 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
5402 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che è quanto avviene
5403 normalmente se non sono presenti ACL aggiuntive rispetto ai permessi
5404 ordinari. Se invece questa è presente verranno tolti dai permessi di
5405 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} (cioè dai permessi per il gruppo proprietario del
5406 file) tutti quelli non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso
5407 comportamento a seconda delle condizioni è stato introdotto dalla
5408 standardizzazione \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il
5409 comportamento invariato sui sistemi dotati di ACL per tutte quelle
5410 applicazioni che sono conformi soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX
5413 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
5414 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
5415 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
5416 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open_close}), \func{mkdir} (vedi
5417 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
5418 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
5419 presenza di una \textit{Default ACL} sulla directory che andrà a contenerli.
5420 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
5421 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
5422 \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i permessi ordinari da
5423 esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche su una ACL di accesso
5424 assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene soltanto le tre
5425 corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5428 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
5429 file, essa diventerà automaticamente anche la ACL di accesso di quest'ultimo,
5430 a meno di non aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono,
5431 uno specifico valore per i permessi ordinari.\footnote{tutte le funzioni
5432 citate in precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un
5433 insieme di permessi iniziale.} In tal caso saranno eliminati dalle voci
5434 corrispondenti che deriverebbero dalla ACL di default, tutti i permessi non
5435 presenti in tale indicazione.
5437 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
5438 modifica introdotta nel sistema con la presenza della ACL è quella alle regole
5439 del controllo di accesso ai file che si sono illustrate in
5440 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Come nel caso ordinario per il controllo
5441 vengono sempre utilizzati gli identificatori del gruppo \textit{effective} del
5442 processo, ma in caso di presenza di una ACL sul file, i passi attraverso i
5443 quali viene stabilito se il processo ha il diritto di accesso sono i seguenti:
5445 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo (se cioè si è l'amministratore)
5446 l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo.\footnote{più
5447 precisamente se si devono avere le capacità \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} per
5448 i file e \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH} per le directory, vedi
5449 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
5450 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
5452 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5453 l'accesso è consentito;
5454 \item altrimenti l'accesso è negato.
5456 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
5457 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
5459 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
5460 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5462 \item altrimenti l'accesso è negato.
5464 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5465 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
5467 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
5468 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
5469 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
5470 l'accesso è consentito;
5471 \item altrimenti l'accesso è negato.
5473 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5474 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
5475 \const{ACL\_GROUP} allora:
5477 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
5478 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5480 \item altrimenti l'accesso è negato.
5482 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5483 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
5486 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
5487 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
5488 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
5489 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
5490 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
5491 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
5493 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
5494 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
5495 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
5496 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
5497 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
5498 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
5499 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
5505 \fdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
5506 \fdesc{Inizializza un'area di lavoro per una ACL.}
5509 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5510 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5512 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
5513 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
5518 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
5519 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
5520 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \typed{acl\_t} da usare in tutte le
5521 altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla allocazione
5522 iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
5524 Si tenga presente che pur essendo \typed{acl\_t} un tipo opaco che identifica
5525 ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla funzione non è altro
5526 che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati richiesti. Pertanto
5527 in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo di tipo
5528 ``\code{(acl\_t) NULL}'' e si dovrà, in questa come in tutte le funzioni
5529 seguenti che restituiscono un oggetto di tipo \type{acl\_t}, confrontare il
5530 valore di ritorno della funzione con \val{NULL}.\footnote{a voler essere
5531 estremamente pignoli si dovrebbe usare ``\code{(acl\_t) NULL}'', ma è
5532 sufficiente fare un confronto direttamente con \val{NULL} essendo cura del
5533 compilatore fare le conversioni necessarie.}
5535 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
5536 allocata per un oggetto \type{acl\_t} dovrà essere liberata esplicitamente
5537 attraverso una chiamata alla funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
5542 \fdecl{int acl\_free(void *obj\_p)}
5543 \fdesc{Disalloca la memoria riservata per una ACL.}
5546 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5547 caso \var{errno} può assumere solo il valore:
5549 \item[\errcode{EINVAL}] \param{obj\_p} non è valido.
5554 Si noti come la funzione usi come argomento un puntatore di tipo ``\ctyp{void
5555 *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la memoria
5556 allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare le
5557 stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
5558 qualificatori della una voce di una ACL. L'uso del tipo generico ``\ctyp{void
5559 *}'' consente di evitare di eseguire un \textit{cast} al tipo di dato di cui
5560 si vuole effettuare la disallocazione.
5562 Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} ci sono molte altre
5563 funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è pertanto
5564 opportuno tenere traccia di tutte le chiamate a queste funzioni perché alla
5565 fine delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
5568 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
5569 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
5570 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
5575 \fdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
5576 \fdesc{Crea una copia di una ACL.}
5579 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo in
5580 caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
5581 assumerà uno dei valori:
5583 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
5585 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
5591 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
5592 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
5593 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
5594 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
5595 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
5596 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
5597 memoria occupata dalla copia.
5599 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
5600 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
5601 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
5602 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
5607 \fdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
5608 \fdesc{Crea una ACL inizializzata con i permessi ordinari.}
5611 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5612 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} può assumere solo
5613 il valore \errval{ENOMEM}.}
5617 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
5618 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
5619 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
5620 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
5621 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
5622 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
5624 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
5625 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che consentono di leggere la
5626 ACL di un file; i rispettivi prototipi sono:
5631 \fdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
5632 \fdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
5633 \fdesc{Leggono i dati delle ACL di un file.}
5636 {Le funzioni ritornano un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5637 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5639 \item[\errcode{EACCESS}] non c'è accesso per una componente di
5640 \param{path\_p} o si è richiesta una ACL di default per un file (solo per
5641 \func{acl\_get\_file}).
5642 \item[\errcode{EINVAL}] \param{type} non ha un valore valido (solo per
5643 \func{acl\_get\_file}).
5644 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
5647 ed inoltre \errval{ENOMEM} per entrambe, \errval{EBADF} per
5648 \func{acl\_get\_fd}, e \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
5649 \errval{ENOTDIR}, per \func{acl\_get\_file} nel loro significato generico. }
5652 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
5653 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
5654 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un
5655 \textit{pathname} usando \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima
5656 funzione, che può richiedere anche la ACL relativa ad una directory, il
5657 secondo argomento \param{type} consente di specificare se si vuole ottenere la
5658 ACL di default o quella di accesso. Questo argomento deve essere di tipo
5659 \typed{acl\_type\_t} e può assumere solo i due valori riportati in
5660 tab.~\ref{tab:acl_type}.
5665 \begin{tabular}{|l|l|}
5667 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5670 \constd{ACL\_TYPE\_ACCESS} & Indica una ACL di accesso.\\
5671 \constd{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& Indica una ACL di default.\\
5674 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
5675 \label{tab:acl_type}
5678 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
5679 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
5680 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
5681 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
5682 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
5683 verrà restituita una ACL vuota.
5685 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
5686 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
5691 \fdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
5692 \fdesc{Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.}
5695 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5696 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
5699 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
5700 \param{buf\_p} non è valida.
5701 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5706 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
5707 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
5708 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
5709 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
5710 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5711 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5713 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5714 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5715 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5716 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5717 per riga, nella forma:
5719 tipo:qualificatore:permessi
5721 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5722 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5723 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5724 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5725 i permessi dei file.\footnote{vale a dire ``\texttt{r}'' per il permesso di
5726 lettura, ``\texttt{w}'' per il permesso di scrittura, ``\texttt{x}'' per il
5727 permesso di esecuzione (scritti in quest'ordine) e ``\texttt{-}'' per
5728 l'assenza del permesso.}
5730 Un possibile esempio di rappresentazione della ACL di un file ordinario a cui,
5731 oltre ai permessi ordinari, si è aggiunto un altro utente con un accesso in
5732 lettura, è il seguente:
5740 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5741 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5742 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5743 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5744 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5745 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5746 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5747 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5748 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5749 carattere ``\texttt{\#}''.
5751 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5752 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5753 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5754 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5755 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5757 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5758 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni. La prima delle due,
5759 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, ed il suo prototipo è:
5764 \fdecl{char *acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5765 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5768 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5769 testuale della ACL in caso di successo e \var{NULL} per un errore, nel qual
5770 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5772 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5773 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5778 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5779 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5780 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5781 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5782 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5783 intera in questa verrà restituita (come \textit{value result argument}) la
5784 dimensione della stringa con la rappresentazione testuale, non comprendente il
5785 carattere nullo finale.
5787 La seconda funzione, che permette di controllare con una gran dovizia di
5788 particolari la generazione della stringa contenente la rappresentazione
5789 testuale della ACL, è \funcd{acl\_to\_any\_text}, ed il suo prototipo è:
5794 \fdecl{char *acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5795 separator, int options)}
5796 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5799 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5800 testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual
5801 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5803 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5804 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5809 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5810 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5811 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5812 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5814 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5815 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa sì che
5816 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5817 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5818 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5819 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5820 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5825 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5827 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5830 \constd{TEXT\_ABBREVIATE} & Stampa le voci in forma abbreviata.\\
5831 \constd{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5832 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5833 \constd{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}&Per ciascuna voce che contiene permessi che
5834 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5835 viene generato un commento con i permessi
5836 effettivamente risultanti; il commento è
5837 separato con un tabulatore.\\
5838 \constd{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE}& Viene generato un commento con i permessi
5839 effettivi per ciascuna voce che contiene
5840 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5841 anche quando questi non vengono modificati
5842 da essa; il commento è separato con un
5844 \constd{TEXT\_SMART\_INDENT} & Da usare in combinazione con le precedenti
5845 opzioni \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5846 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE}, aumenta
5847 automaticamente il numero di spaziatori
5848 prima degli eventuali commenti in modo da
5849 mantenerli allineati.\\
5852 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5853 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5854 \label{tab:acl_to_text_options}
5857 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5858 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5859 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5860 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5861 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5862 bozza dello standard POSIX.1e.
5864 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da riga di comando
5865 delle ACL, la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i
5866 dati relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a
5867 scopo di archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di
5868 utilizzare una rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria
5869 contigua e persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un
5870 buffer e da questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5872 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5873 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5874 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5875 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5880 \fdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5881 \fdesc{Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.}
5884 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5885 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5886 \var{errno} può assumere solo il valore:
5888 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5893 Ottenuta con \func{acl\_size} la dimensione per il buffer di una ACL lo si
5894 potrà allocare direttamente con \func{malloc}. La rappresentazione binaria di
5895 una ACL si potrà invece ottenere con la funzione \funcd{acl\_copy\_ext}, il
5901 \fdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5902 \fdesc{Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.}
5905 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5906 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5907 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5909 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5910 \param{size} è negativo o nullo.
5911 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5912 dimensione della rappresentazione della ACL.
5917 La funzione scriverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5918 \param{acl} sul buffer di dimensione \param{size}
5919 all'indirizzo \param{buf\_p}, restituendo la dimensione della stessa come
5920 valore di ritorno. Qualora la dimensione della rappresentazione ecceda il
5921 valore di \param{size} la funzione fallirà con un errore di
5922 \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun effetto sulla ACL indicata
5925 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire da una rappresentazione
5926 binaria si potrà usare la funzione \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5931 \fdecl{acl\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5932 \fdesc{Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.}
5935 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5936 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5938 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5939 una rappresentazione corretta di una ACL.
5940 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5941 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5946 La funzione alloca autonomamente un oggetto di tipo \type{acl\_t}, restituito
5947 come valore di ritorno, con il contenuto della ACL rappresentata dai dati del
5948 buffer puntato da \param{buf\_p}. Al solito l'oggetto \type{acl\_t} dovrà
5949 essere disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5951 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5952 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5953 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5954 directory, ed il cui prototipo è:
5959 \fdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t acl)}
5960 \fdesc{Imposta una ACL su un file o una directory.}
5963 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5964 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5966 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5967 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5968 assegnato a \param{path}.
5969 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5970 ha un valore non corretto.
5971 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5972 dati aggiuntivi della ACL.
5973 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5974 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5976 ed inoltre \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR},
5977 \errval{EPERM}, \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
5980 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5981 alla directory indicate dal \textit{pathname} \param{path}, mentre
5982 con \param{type} si indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di
5983 tab.~\ref{tab:acl_type}, ma si tenga presente che le ACL di default possono
5984 essere solo impostate qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre
5985 perché la funzione abbia successo la ACL dovrà essere valida, e contenere
5986 tutti le voci necessarie, unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL
5987 vuota per cancellare la ACL di default associata a
5988 \param{path}.\footnote{questo però è una estensione della implementazione delle
5989 ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e prevedeva l'uso della apposita
5990 funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che prende come unico argomento il
5991 \textit{pathname} della directory di cui si vuole cancellare l'ACL di
5992 default, per i dettagli si ricorra alla pagina di manuale.} La seconda
5993 funzione che consente di impostare una ACL è \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo
5999 \fdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
6000 \fdesc{Imposta una ACL su un file descriptor.}
6003 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
6004 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
6006 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o ha più voci di
6007 quante se ne possono assegnare al file indicato da \param{fd}.
6008 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
6009 dati aggiuntivi della ACL.
6010 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
6011 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
6013 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EPERM}, \errval{EROFS} nel loro
6014 significato generico.
6018 La funzione è del tutto è analoga a \func{acl\_set\_file} ma opera
6019 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
6020 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
6021 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
6022 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
6023 descriptor, la ACL da impostare.
6025 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
6026 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
6027 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
6028 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
6029 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
6030 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
6031 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
6032 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagine di
6035 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
6036 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
6037 opportuni puntatori di tipo \typed{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
6038 dalla funzione \funcm{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
6039 funzione \funcm{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
6040 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
6041 singole voci successive alla prima.
6043 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle
6044 singole voci: con le funzioni \funcm{acl\_get\_tag\_type},
6045 \funcm{acl\_get\_qualifier}, \funcm{acl\_get\_permset} si potranno leggere
6046 rispettivamente tipo, qualificatore e permessi, mentre con le corrispondenti
6047 \funcm{acl\_set\_tag\_type}, \funcm{acl\_set\_qualifier},
6048 \funcm{acl\_set\_permset} si potranno impostare i valori; in entrambi i casi
6049 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc, descritti nelle pagine di manuale. Si
6050 possono poi copiare i valori di una voce da una ACL ad un altra con
6051 \funcm{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
6052 \funcm{acl\_delete\_entry} e verificarne la validità prima di usarla con
6053 \funcm{acl\_valid} o \funcm{acl\_check}.
6055 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
6057 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6058 si è distribuito il programma \texttt{mygetfacl.c}, che consente di leggere le
6059 ACL di un file, passato come argomento.
6061 \begin{figure}[!htb]
6062 \footnotesize \centering
6063 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6064 \includecodesample{listati/mygetfacl.c}
6067 \caption{Corpo principale del programma \texttt{mygetfacl.c}.}
6068 \label{fig:proc_mygetfacl}
6071 La sezione principale del programma, da cui si è rimossa la sezione sulla
6072 gestione delle opzioni, è riportata in fig.~\ref{fig:proc_mygetfacl}. Il
6073 programma richiede un unico argomento (\texttt{\small 16-20}) che indica il
6074 file di cui si vuole leggere la ACL. Se questo è presente si usa
6075 (\texttt{\small 22}) la funzione \func{get\_acl\_file} per leggerne la ACL, e
6076 si controlla (\texttt{\small 23-26}) se l'operazione ha successo, uscendo con
6077 un messaggio di errore in caso contrario.
6079 Ottenuta la ACL la si converte in formato testuale (\texttt{\small 27}) con la
6080 funzione \func{acl\_to\_text}, controllando di nuovo se l'operazione ha
6081 successo (\texttt{\small 28-31}) ed uscendo in caso contrario. Si provvede
6082 infine a stampare la rappresentazione testuale (\texttt{\small 32}) e dopo
6083 aver liberato (\texttt{\small 33-34}) le risorse allocate automaticamente, si
6084 conclude l'esecuzione.
6087 \subsection{La gestione delle quote disco}
6088 \label{sec:disk_quota}
6090 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD e
6091 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
6092 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
6093 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi.
6095 Dato che la funzionalità ha senso solo per i filesystem su cui si mantengono i
6096 dati degli utenti\footnote{in genere la si attiva sul filesystem che contiene
6097 le \textit{home} degli utenti, dato che non avrebbe senso per i file di
6098 sistema che in genere appartengono all'amministratore.} essa deve essere
6099 attivata esplicitamente. Questo si fa, per tutti i filesystem che le
6100 supportano, tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
6101 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
6102 i gruppi. Così è possibile usare le limitazioni sulle quote o sugli utenti o
6103 sui gruppi o su entrambi.
6105 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
6106 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
6107 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
6108 relativi al consumo delle risorse da parte degli utenti e dei gruppi, che a
6109 far rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore
6110 di \errcode{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
6111 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
6112 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con il supporto per
6113 le quote, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
6115 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
6116 riservati nella directory radice del filesystem su cui si sono attivate le
6117 quote, uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo.\footnote{la cosa
6118 vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
6119 internamente.} Con la versione 2 del supporto delle quote, che da anni è
6120 l'unica rimasta in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e
6121 \texttt{aquota.group}, in precedenza erano \texttt{quota.user} e
6122 \texttt{quota.group}.
6124 Dato che questi file vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato
6125 montato attivando il supporto delle quote, se si abilita il supporto in un
6126 secondo tempo e nel frattempo sono state eseguite delle operazioni sul
6127 filesystem quando il supporto era disabilitato, i dati contenuti possono non
6128 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse. Per
6129 questo motivo prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
6130 abilitate le quote viene richiesto di utilizzare il comando \cmd{quotacheck}
6131 per verificare e aggiornare i dati.
6133 Le restrizioni sul consumo delle risorse previste dal sistema delle quote
6134 prevedono sempre la presenza di due diversi limiti, il primo viene detto
6135 \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo senza che
6136 causare errori per lo sforamento delle quote, il secondo viene detto
6137 \textit{hard limit} e non può mai essere superato.
6139 Il periodo di tempo per cui è possibile eccedere rispetto alle restrizioni
6140 indicate dal \textit{soft limit} è detto ``\textsl{periodo di grazia}''
6141 (\textit{grace period}), che si attiva non appena si supera la quota da esso
6142 indicata. Se si continua a restare al di sopra del \textit{soft limit} una
6143 volta scaduto il \textit{grace period} questo verrà trattato allo stesso modo
6144 dell'\textit{hard limit} e si avrà l'emissione immediata di un errore.
6146 Si tenga presente infine che entrambi i tipi di limiti (\textit{soft limit} e
6147 \textit{hard limit}) possono essere disposti separatamente su entrambe le
6148 risorse di un filesystem, essi cioè possono essere presenti in maniera
6149 indipendente sia sullo spazio disco, con un massimo per il numero di blocchi,
6150 che sui file, con un massimo per il numero di \textit{inode}.
6152 La funzione di sistema che consente di controllare tutti i vari aspetti della
6153 gestione delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
6158 \fdecl{int quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
6159 \fdesc{Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.}
6162 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
6163 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
6165 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON}, ma il file delle
6166 quote indicato da \param{addr} non esiste o non è un file ordinario.
6167 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON}, ma le quote sono
6169 \item[\errcode{EFAULT}] \param{addr} non è un puntatore valido.
6170 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
6171 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
6172 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
6173 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
6174 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
6175 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
6177 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
6179 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
6180 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
6181 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
6182 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
6183 filesystem senza quote attivate.
6188 % TODO rivedere gli errori
6190 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare, che deve
6191 essere specificato con il nome del relativo file di dispositivo
6192 nell'argomento \param{dev}, sia montato con il supporto delle quote
6193 abilitato. Per le operazioni che lo richiedono inoltre si dovrà indicare con
6194 l'argomento \param{id} l'utente o il gruppo (specificati rispettivamente per
6195 \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si vuole operare, o altri dati relativi
6196 all'operazione. Alcune operazioni più complesse usano infine
6197 l'argomento \param{addr} per indicare un indirizzo ad un area di memoria il
6198 cui utilizzo dipende dall'operazione stessa.
6200 La funzione prevede la possibilità di eseguire una serie operazioni sulle
6201 quote molto diverse fra loro, la scelta viene effettuata tramite il primo
6202 argomento, \param{cmd}, che però oltre all'operazione indica anche a quale
6203 tipo di quota (utente o gruppo) l'operazione deve applicarsi. Per questo il
6204 valore di questo argomento viene costruito con l'ausilio della di una apposita
6211 \fdecl{int \macrod{QCMD}(subcmd,type)}
6212 \fdesc{Imposta il comando \param{subcmd} per il tipo di quote (utente o
6213 gruppo) \param{type}.}
6218 La macro consente di specificare, oltre al tipo di operazione, da indicare con
6219 l'argomento \param{subcmd} se questa deve applicarsi alle quote utente o alle
6220 quote gruppo. Questo viene indicato dall'argomento \param{type} che deve
6221 essere sempre definito ed assegnato ad uno fra i due valori \const{USRQUOTA} o
6227 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6229 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
6232 \constd{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
6233 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
6234 in \param{addr} il \textit{pathname} al file che
6235 mantiene le quote, che deve esistere, e \param{id}
6236 deve indicare la versione del formato con uno dei
6237 valori di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format};
6238 l'operazione richiede i privilegi di
6240 \constd{Q\_QUOTAOFF}& Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
6241 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
6242 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
6243 richiede i privilegi di amministratore.\\
6244 \constd{Q\_GETQUOTA}& Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
6245 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
6246 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
6247 i privilegi di amministratore per leggere i dati
6248 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
6249 parte, il risultato viene restituito in una struttura
6250 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
6252 \constd{Q\_SETQUOTA}& Imposta i limiti per le quote nel filesystem
6253 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
6254 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
6255 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
6256 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
6257 di amministratore.\\
6258 \constd{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
6259 time}) delle quote del filesystem indicato
6260 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
6261 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
6262 \constd{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
6263 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
6264 struttura \struct{dqinfo} puntata
6265 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
6266 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
6267 \constd{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
6268 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
6269 delle quote attualmente in uso sul filesystem
6270 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
6271 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
6272 \constd{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
6273 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
6274 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
6275 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
6276 filesystem con quote attive, \param{id}
6277 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
6278 \constd{Q\_GETSTATS}& Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
6279 relative al sistema delle quote per il filesystem
6280 indicato da \param{dev}, richiede che si
6281 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
6282 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
6283 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
6284 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
6285 più recenti, che espongono la stessa informazione
6286 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
6290 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
6292 \label{tab:quotactl_commands}
6295 I possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD} sono
6296 riportati in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}, che illustra brevemente il
6297 significato delle operazioni associate a ciascuno di essi. In generale le
6298 operazioni di attivazione, disattivazione e di modifica dei limiti delle quote
6299 sono riservate e richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere
6300 precisi tutte le operazioni indicate come privilegiate in
6301 tab.~\ref{tab:quotactl_commands} richiedono la capacità
6302 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli utenti possono soltanto richiedere i
6303 dati relativi alle proprie quote, solo l'amministratore può ottenere i dati di
6307 Alcune delle operazioni di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto
6308 complesse e richiedono un approfondimento maggiore. Le due più rilevanti sono
6309 probabilmente \const{Q\_GETQUOTA} e \const{Q\_SETQUOTA}, che consentono la
6310 gestione dei limiti delle quote. Entrambe fanno riferimento ad una specifica
6311 struttura \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
6312 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
6313 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
6314 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
6315 singolo utente o gruppo.
6317 \begin{figure}[!htb]
6318 \footnotesize \centering
6319 \begin{minipage}[c]{0.95\textwidth}
6320 \includestruct{listati/dqblk.h}
6323 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
6324 \label{fig:dqblk_struct}
6327 La struttura \struct{dqblk} viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per
6328 ottenere i valori correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che
6329 con \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti. Come si può notare
6330 ci sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
6331 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura, in quanto
6332 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl} come l'uso corrente di
6333 spazio disco ed \textit{inode}, o il tempo che resta nel caso si sia superato
6334 un \textit{soft limit}.
6336 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
6337 delle risorse (blocchi o \textit{inode}),\footnote{non è possibile modificare
6338 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
6339 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
6340 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
6341 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
6342 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
6343 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
6344 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6349 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6351 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6354 \constd{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di spazio disco
6355 (\val{dqb\_bhardlimit} e \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
6356 \constd{QIF\_SPACE} & Uso corrente dello spazio disco
6357 (\val{dqb\_curspace}).\\
6358 \constd{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
6359 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
6360 \constd{QIF\_INODES} & Uso corrente degli \textit{inode}
6361 (\val{dqb\_curinodes}).\\
6362 \constd{QIF\_BTIME} & Tempo di sforamento del \textit{soft limit} sul
6363 numero di blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
6364 \constd{QIF\_ITIME} & Tempo di sforamento del \textit{soft limit} sul
6365 numero di \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
6366 \constd{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
6367 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
6368 \constd{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
6369 \const{QIF\_INODES}.\\
6370 \constd{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
6371 \const{QIF\_ITIME}.\\
6372 \constd{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6375 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
6376 \label{tab:quotactl_qif_const}
6379 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
6380 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi
6381 che restituisce e li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece
6382 usare \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare
6383 solo la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga
6384 presente che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco
6385 sia indicata in termini di blocchi e non di byte, dato che la dimensione dei
6386 blocchi dipende da come si è creato il filesystem potrà essere necessario
6387 effettuare qualche conversione per avere un valore in byte.\footnote{in genere
6388 viene usato un default di 1024 byte per blocco, ma quando si hanno file di
6389 dimensioni medie maggiori può convenire usare valori più alti per ottenere
6390 prestazioni migliori in conseguenza di un minore frazionamento dei dati e di
6393 Come accennato realizzazione delle quote disco ha visto diverse revisioni, con
6394 modifiche sia del formato delle stesse che dei nomi dei file utilizzate. Per
6395 questo alcune operazioni di gestione (in particolare \const{Q\_QUOTAON} e
6396 \const{Q\_GETFMT}) e possono fare riferimento a queste versioni, che vengono
6397 identificate tramite le costanti di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}.
6402 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6404 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
6407 \constd{QFMT\_VFS\_OLD}& Il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
6408 \constd{QFMT\_VFS\_V0} & La versione 0 usata dal VFS di Linux, supporta
6409 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6410 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
6411 \constd{QFMT\_VFS\_V1} & La versione 1 usata dal VFS di Linux, supporta
6412 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6413 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
6416 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
6417 \label{tab:quotactl_id_format}
6420 Altre due operazioni che necessitano di ulteriori spiegazioni sono
6421 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che consentono di ottenere i dati
6422 relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote, che al momento
6423 sono solo la durata del \textit{grace time} per i due tipi di limiti. Queste
6424 sono due proprietà generali identiche per tutti gli utenti (e i gruppi), per
6425 cui viene usata una operazione distinta dalle precedenti. Anche in questo caso
6426 le due operazioni richiedono l'uso di una apposita struttura \struct{dqinfo},
6427 la cui definizione è riportata in fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
6429 \begin{figure}[!htb]
6430 \footnotesize \centering
6431 \begin{minipage}[c]{0.8\textwidth}
6432 \includestruct{listati/dqinfo.h}
6435 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
6436 \label{fig:dqinfo_struct}
6439 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
6440 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
6441 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
6442 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
6443 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6448 \begin{tabular}{|l|l|}
6450 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6453 \constd{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
6454 (\val{dqi\_bgrace}).\\
6455 \constd{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
6456 (\val{dqi\_igrace}).\\
6457 \constd{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
6458 \constd{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6461 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
6462 \label{tab:quotactl_iif_const}
6465 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
6466 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
6467 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
6468 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
6469 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
6471 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
6472 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
6473 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
6474 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
6475 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
6476 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
6477 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
6478 \textit{Repository}.}
6480 \begin{figure}[!htbp]
6481 \footnotesize \centering
6482 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6483 \includecodesample{listati/get_quota.c}
6485 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
6486 \label{fig:get_quota}
6489 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
6490 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
6491 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
6492 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
6493 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
6494 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
6496 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
6497 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
6498 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
6499 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
6500 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
6501 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
6502 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
6503 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
6504 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
6505 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
6507 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
6508 5-16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6-12})
6509 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
6510 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
6511 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
6512 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13-15}) si usa un'altra
6513 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
6515 \begin{figure}[!htbp]
6516 \footnotesize \centering
6517 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6518 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
6520 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
6521 \label{fig:set_block_quota}
6524 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
6525 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
6526 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
6527 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
6528 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
6529 (\texttt{\small 5-7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
6530 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
6531 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
6533 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
6534 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
6535 condizionale (\texttt{\small 9-14}). In questo caso non essendovi da
6536 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
6537 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
6538 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12-13}).
6540 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6541 \label{sec:file_chroot}
6543 % TODO: valutare se introdurre una nuova sezione sulle funzionalità di
6544 % sicurezza avanzate, con dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack,
6547 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6548 % parte diversa se è il caso.
6550 % TODO Inheriting capabilities vedi http://lwn.net/Articles/632520/ eambient
6551 % capabilities introdotte con il kernel 4.3, vedi
6552 % http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=58319057b7847667f0c9585b9de0e8932b0fdb08
6554 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6555 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6556 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6559 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6560 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6561 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6562 \kstruct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur
6563 essendo di norma corrispondente alla radice dell'albero dei file dell'intero
6564 sistema, ha per il processo il significato specifico di directory rispetto
6565 alla quale vengono risolti i \textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6566 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6567 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6568 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6569 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6570 cambiando questa directory, così come si fa coi \textit{pathname} relativi
6571 cambiando la directory di lavoro.
6573 Normalmente la directory radice di un processo coincide con la radice generica
6574 dell'albero dei file, che è la directory che viene montata direttamente dal
6575 kernel all'avvio secondo quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}.
6576 Questo avviene perché, come visto in sez.~\ref{cha:process_handling} la
6577 directory radice di un processo viene ereditata dal padre attraverso una
6578 \func{fork} e mantenuta attraverso una \func{exec}, e siccome tutti i processi
6579 derivano da \cmd{init}, che ha come radice quella montata dal kernel, questa
6582 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6583 a tutto l'albero dei file iniziale; per far questo si può cambiare la sua
6584 directory radice con la funzione di sistema \funcd{chroot}, il cui prototipo
6589 \fdecl{int chroot(const char *path)}
6590 \fdesc{Cambia la directory radice del processo.}
6593 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
6594 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
6596 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi di amministratore.
6598 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6599 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6600 \errval{EROFS} e \errval{EIO} nel loro significato generico.}
6603 La funzione imposta la directory radice del processo a quella specificata da
6604 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni \textit{pathname} assoluto
6605 usato dalle funzioni chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa,
6606 rendendo impossibile accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così
6607 quella che viene chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non
6608 può più accedere a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6609 \textsl{imprigionato}.
6611 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa
6612 funzione,\footnote{più precisamente se possiede la capacità
6613 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}.} e la nuova radice, per quanto detto in
6614 sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata da tutti i suoi processi figli. Si
6615 tenga presente però che la funzione non cambia la directory di lavoro del
6616 processo, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot jail}.
6618 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace nel restringere un processo
6619 ad un ramo di albero solo se dopo averla eseguita si cedono i privilegi di
6620 amministratore. Infatti se per un qualunque motivo il processo resta con la
6621 sua directory di lavoro al di fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà accedere
6622 a tutto il resto del filesystem usando dei \textit{pathname} relativi, dato
6623 che in tal caso è possibile, grazie all'uso di ``\texttt{..}'', risalire
6624 all'indietro fino alla radice effettiva dell'albero dei file.
6626 Potrebbe sembrare che per risolvere il problema sia sufficiente ricordarsi di
6627 eseguire preventivamente anche una \func{chdir} sulla directory su cui si
6628 andrà ad eseguire \func{chroot}, così da assicurarsi che le directory di
6629 lavoro sia all'interno della \textit{chroot jail}. Ma se ad un processo
6630 restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque portare la sua
6631 directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si trova. Basterà
6632 infatti eseguire di nuovo \func{chroot} su una qualunque directory contenuta
6633 nell'attuale directory di lavoro perché quest'ultima risulti al di fuori della
6634 nuova \textit{chroot jail}. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha
6635 molto senso quando un processo di cui si vuole limitare l'accesso necessita
6636 comunque dei privilegi di amministratore per le sue normali operazioni.
6638 Nonostante queste limitazioni la funzione risulta utile qualora la si possa
6639 applicare correttamente cedendo completamente i privilegi di amministratore
6640 una volta eseguita. Ed esempio caso tipico di uso di \func{chroot} è quello
6641 di un server FTP anonimo in si vuole che il server veda solo i file che deve
6642 trasferire. In tal caso si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6643 contiene i file, che il server dovrà in grado di leggere come utente
6644 ordinario, e poi si cedono tutti i privilegi di amministratore. Si tenga
6645 presente però che in casi come questo occorrerà fornire all'interno della
6646 \textit{chroot jail} un accesso anche a tutti i file (in genere programmi e
6647 librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6650 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6651 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6652 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6653 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6654 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6655 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6656 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6657 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6658 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6659 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6660 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6661 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6662 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6663 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6664 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6665 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6666 % LocalWords: strcmp direntry while current working home shell pwd get stddef
6667 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6668 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6669 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6670 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6671 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6672 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6673 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6674 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6675 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6676 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6677 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6678 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6679 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6680 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6681 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6682 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6683 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6684 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6685 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6686 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6687 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6688 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6689 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6690 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6691 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6692 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6693 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6694 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6695 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6696 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6697 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6698 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6699 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6700 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6701 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6702 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6703 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6704 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6705 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6706 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6707 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
6708 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6709 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6710 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
6711 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll ln
6712 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img du
6713 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
6714 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
6715 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
6716 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
6717 % LocalWords: bind DIRSYNC lsattr Hierarchy FHS SHARED UNBINDABLE shared REC
6718 % LocalWords: subtree SILENT log unbindable BUSY EAGAIN EXPIRE DETACH NOFOLLOW
6719 % LocalWords: lazy encfs sshfs setfsent getfsent getfsfile getfsspec endfsent
6720 % LocalWords: setmntent getmntent addmntent endmntent hasmntopt such offsetof
6721 % LocalWords: member scan attack EOVERFLOW BITS blkcnt rdev FDCWD functions
6722 % LocalWords: faccessat grpid lacl AppArmor capsetp mygetfacl table Tb MSK
6723 % LocalWords: LAZYTIME submount peer protected hardlink symlinks silly
6725 %%% Local Variables:
6727 %%% TeX-master: "gapil"
6729 % LocalWords: renames