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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,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
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 più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % 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}
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
58 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
59 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
60 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
61 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
62 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
63 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
64 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
65 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
68 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
69 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
70 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
71 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
72 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
73 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
74 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
75 \procfile{/proc/filesystems}.
78 \footnotesize \centering
79 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
80 \includestruct{listati/file_system_type.h}
83 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
84 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
85 \label{fig:kstruct_file_system_type}
88 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
89 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
90 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
91 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
92 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
93 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
94 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
95 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
96 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
97 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
98 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
100 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
101 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
102 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
103 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
104 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
105 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
106 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
107 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
108 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
109 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
110 directory in cui il filesystem è stato montato.
112 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
114 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
115 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
116 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
117 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
118 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
119 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
120 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
121 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
123 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
124 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
125 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
126 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
127 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup} dell'inode
128 associato alla \textit{dentry} precedente nella risoluzione del
129 \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una directory, per cui si può
130 cercare al suo interno il nome di un file.} il cui scopo è risolvere il nome
131 mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a questo punto verrà inserita
134 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
135 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
136 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
137 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
138 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
139 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
140 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
143 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
144 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
145 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
146 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
147 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
148 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
149 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
150 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
151 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
153 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
154 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
155 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
156 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
157 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
158 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
159 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
160 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
162 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
163 definizione si è riportato un estratto in
164 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
165 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
166 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
167 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
168 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
169 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
172 \footnotesize \centering
173 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
174 \includestruct{listati/inode.h}
177 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
178 \texttt{include/linux/fs.h}).}
179 \label{fig:kstruct_inode}
182 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
183 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
184 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
185 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
186 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
187 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
188 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
189 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
190 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
191 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
193 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
194 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
195 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
196 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
197 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
202 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
204 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
207 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
208 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
209 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
210 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
211 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
212 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
213 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
214 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
215 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
217 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
219 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
221 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
223 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
226 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
227 \kstruct{inode\_operation}.}
228 \label{tab:file_inode_operations}
231 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
232 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
233 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
234 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
235 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
236 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
239 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
240 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
241 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
242 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
243 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
244 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
247 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
248 funzione \texttt{open} che invece è citata in
249 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
250 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
251 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
252 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
253 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
254 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
255 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
257 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
258 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
259 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
260 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
261 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
263 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
264 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
265 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
266 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
267 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
268 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
271 \footnotesize \centering
272 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
273 \includestruct{listati/file.h}
276 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
277 \texttt{include/linux/fs.h}).}
278 \label{fig:kstruct_file}
281 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
282 contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia dei file
283 descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore \struct{f\_op}
284 ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga per i file di
285 \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche fornite dal
286 VFS per i file. Si sono riportate in tab.~\ref{tab:file_file_operations} le
292 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
294 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
297 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
298 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
299 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
300 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
301 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
302 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
303 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
304 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
305 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
306 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
307 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
308 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
309 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
311 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
313 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
315 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
319 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
320 \label{tab:file_file_operations}
323 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
324 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
325 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
326 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
327 file, assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
328 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
329 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
330 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
332 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
333 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
334 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
335 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio una \code{seek}
336 non è realizzabile per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo,
337 mentre sui file del filesystem \texttt{vfat} non sono disponibili i permessi,
338 ma resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni
339 sui file restano sempre le stesse nonostante le enormi differenze che possono
340 esserci negli oggetti a cui si applicano.
343 \itindend{Virtual~File~System}
346 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
347 \label{sec:file_filesystem}
349 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
350 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
351 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
352 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
353 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
354 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
355 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
356 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
358 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
359 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
360 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
361 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
362 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
363 replicato il cosiddetto \textit{superblock}, (la struttura che contiene
364 l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
365 sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
366 per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
367 torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
369 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
370 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
371 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
372 \itindex{inode} \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in
373 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che sono le strutture che identificano i singoli
374 oggetti sul filesystem, e i blocchi, che invece attengono allo spazio disco
375 che viene messo a disposizione per i dati in essi contenuti.
379 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
380 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
382 \label{fig:file_disk_filesys}
385 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
386 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
387 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
388 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \textit{superblock} e tutti i dati di
389 gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
390 esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
394 \includegraphics[width=14cm]{img/filesys_struct}
395 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
396 \label{fig:file_filesys_detail}
399 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
400 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
401 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
402 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
403 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
404 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
405 opportuno tenere sempre presente che:
409 \item L'\textit{inode} \itindex{inode} contiene tutte le informazioni, i
410 cosiddetti \textsl{metadati}, riguardanti il file: il tipo di file, i
411 permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai blocchi fisici che
412 contengono i dati e così via. Le informazioni che la funzione \func{stat}
413 (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono dall'\textit{inode}.
414 Dentro una directory si troverà solo il nome del file e il numero
415 \itindex{inode} dell'\textit{inode} ad esso associato, cioè quella che da
416 qui in poi chiameremo una \textsl{voce}, che abbiamo scelto come traduzione
417 dell'inglese \textit{directory entry}, che non useremo anche per evitare
418 confusione con le \textit{dentry} del kernel di cui si parlava in
419 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
421 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si possono avere più
422 voci che puntano allo stesso \textit{inode}. Ogni \textit{inode} ha un
423 contatore che contiene il numero di riferimenti che sono stati fatti ad esso
424 (il cosiddetto \textit{link count}); solo quando questo contatore si annulla
425 i dati del file vengono effettivamente rimossi dal disco. Per questo la
426 funzione per cancellare un file si chiama \func{unlink} (vedi
427 sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella affatto i dati del
428 file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una directory e
429 decrementare il numero di riferimenti \itindex{inode} nell'\textit{inode}.
431 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
432 numero univoco. Il numero di \textit{inode} nella voce si riferisce ad un
433 \textit{inode} a questo numero e non ci può essere una directory che
434 contiene riferimenti ad \itindex{inode} \textit{inode} relativi ad altri
435 filesystem. Questo limita l'uso del comando \cmd{ln} (che crea una nuova
436 voce per un file esistente con la funzione \func{link}) al filesystem
439 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem, il contenuto
440 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
441 nuova voce per \itindex{inode} l'\textit{inode} in questione e rimossa la
442 vecchia (questa è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv}
443 attraverso la funzione \func{rename}, vedi
444 sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione non modifica minimamente
445 neanche l'\textit{inode} del file dato che non si opera su questo ma sulla
446 directory che lo contiene.
448 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati} ed i
449 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
450 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
451 possibile sia esaurire lo spazio disco (caso più comune) che lo spazio per
452 gli \textit{inode}, nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
453 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
454 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci sono.
458 Infine si noti che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti esiste
459 anche per le directory; per cui, se a partire dalla situazione mostrata in
460 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory \file{img}
461 nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella in
462 fig.~\ref{fig:file_dirs_link}, dove per chiarezza abbiamo aggiunto dei numeri
463 di \itindex{inode} inode.
467 \includegraphics[width=14cm]{img/dir_links}
468 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
469 \label{fig:file_dirs_link}
472 La nuova directory avrà allora un numero di riferimenti pari a due, in quanto
473 è referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la
474 nuova voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce ``\texttt{.}'' che
475 è sempre inserita in ogni directory; questo vale sempre per ogni directory che
476 non contenga a sua volta altre directory. Al contempo, la directory da cui si
477 era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno tre, in quanto adesso sarà
478 referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di \texttt{img}.
481 \subsection{I filesystem di uso comune}
482 \label{sec:file_ext2}
484 Il filesystem standard più usato con Linux è il cosiddetto \textit{third
485 extended filesystem}, identificato dalla sigla \acr{ext3}.\footnote{si fa
486 riferimento al momento della stesura di questo paragrafo, l'inizio del
487 2010.} Esso nasce come evoluzione del precedente \textit{second extended
488 filesystem}, o \acr{ext2}, di cui eredita gran parte delle caratteristiche
489 di base, per questo motivo parleremo anzitutto di questo, dato che molto di
490 quanto diremo si applica anche ad \acr{ext3}. A partire dal kernel 2.6.XX è
491 stato dichiarato stabile il nuovo filsesystem \textit{ext4}, ulteriore
492 evoluzione di \textit{ext3} dotato di molte caratteristiche avanzate, che sta
493 iniziando a sostituirlo gradualmente.
495 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo di Linux a partire dalle
496 prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un filesystem
497 standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256 caratteri,
498 estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino a 4~Tb. I
499 successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di questo
500 filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni significative ne
501 mantengono in sostanza le caratteristiche fondamentali.
503 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
504 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
507 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
508 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
509 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
510 ereditano i suoi attributi.
511 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
512 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
513 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
514 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
515 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
516 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
517 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
518 file e subdirectory ereditano sia il \acr{gid} che lo \acr{sgid}.
519 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
520 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze (blocchi più grandi
521 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco).
522 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
523 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode} dell'inode
524 (evitando letture multiple e spreco di spazio), non tutti i nomi però
525 possono essere gestiti così per limiti di spazio (il limite è 60 caratteri).
526 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
527 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
528 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
529 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
533 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
534 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
535 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
536 in gruppi di blocchi.\footnote{non si confonda questa definizione con
537 quella riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}; in quel caso si fa
538 riferimento alla struttura usata in user space per riportare i dati
539 contenuti in una directory generica, questa fa riferimento alla struttura
540 usata dal kernel per un filesystem \acr{ext2}, definita nel file
541 \texttt{ext2\_fs.h} nella directory \texttt{include/linux} dei sorgenti del
544 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
545 filesystem (superblock e descrittore del filesystem sono quindi ridondati) per
546 una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
547 superblock principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha inoltre
548 degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la distanza
549 fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
553 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
554 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extented filesystem}.}
555 \label{fig:file_ext2_dirs}
558 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
559 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
560 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
561 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
562 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
563 caratteri) senza sprecare spazio disco.
565 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte anche
566 alcune modifiche strutturali, la principale di queste è quella che
567 \textit{ext3} è un filesystem \textit{jounrnaled}, è cioè in grado di eseguire
568 una registrazione delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale
569 file interno) in modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati
570 del filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
571 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
572 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
573 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
574 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
575 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
576 della scrittura dei dati sul disco.
578 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
579 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
580 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
581 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list}, ottenendo un
582 forte guadagno di prestazioni in caso di directory contenenti un gran numero
585 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
586 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
587 % in caso di crash del sistema)
590 \subsection{La gestione dei filesystem}
591 \label{sec:sys_file_config}
593 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
594 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
595 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
596 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux\footnote{la funzione è specifica
597 di Linux e non è portabile.} si usa la funzione \funcd{mount} il cui
599 \begin{prototype}{sys/mount.h}
600 {mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype,
601 unsigned long mountflags, const void *data)}
603 Monta il filesystem di tipo \param{filesystemtype} contenuto in \param{source}
604 sulla directory \param{target}.
606 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
607 fallimento, nel qual caso gli errori comuni a tutti i filesystem che possono
608 essere restituiti in \var{errno} sono:
610 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
611 \item[\errcode{ENODEV}] \param{filesystemtype} non esiste o non è configurato
613 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
614 \param{source} quando era richiesto.
615 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
616 rimontato in read-only perché ci sono ancora file aperti in scrittura, o
617 \param{target} è ancora in uso.
618 \item[\errcode{EINVAL}] il device \param{source} presenta un
619 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
620 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
621 \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
622 quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
624 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
625 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato
626 di montare un filesystem disponibile in sola lettura senza averlo
627 specificato o il device \param{source} è su un filesystem montato con
628 l'opzione \const{MS\_NODEV}.
629 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
630 device \param{source} è sbagliato.
631 \item[\errcode{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
633 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
634 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} o \errval{ELOOP}.}
637 La funzione monta sulla directory \param{target}, detta \itindex{mount~point}
638 \textit{mount point}, il filesystem contenuto in \param{source}. In generale
639 un filesystem è contenuto su un disco, e l'operazione di montaggio corrisponde
640 a rendere visibile al sistema il contenuto del suddetto disco, identificato
641 attraverso il file di dispositivo ad esso associato.
643 Ma la struttura del \textit{Virtual File System} vista in
644 sez.~\ref{sec:file_vfs_work} è molto più flessibile e può essere usata anche
645 per oggetti diversi da un disco. Ad esempio usando il \textit{loop device} si
646 può montare un file qualunque (come l'immagine di un CD-ROM o di un floppy)
647 che contiene un filesystem, inoltre alcuni filesystem, come \file{proc} o
648 \file{devfs} sono del tutto virtuali, i loro dati sono generati al volo ad
649 ogni lettura, e passati al kernel ad ogni scrittura.
651 Il tipo di filesystem è specificato da \param{filesystemtype}, che deve essere
652 una delle stringhe riportate nel file \procfile{/proc/filesystems}, che
653 contiene l'elenco dei filesystem supportati dal kernel; nel caso si sia
654 indicato uno dei filesystem virtuali, il contenuto di \param{source} viene
657 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
658 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
659 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
660 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato.
662 Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
663 \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia
664 montare in diversi \itindex{mount~point} \textit{mount point} lo stesso
665 filesystem, sia montare più filesystem sullo stesso \itindex{mount~point}
666 \textit{mount point} (nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
667 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile).
669 Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
670 attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
671 disponibili in ogni filesystem), e vengono specificate come opzioni di
672 montaggio con l'argomento \param{mountflags}.
674 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
675 significativi sono un \itindex{magic~number} \textit{magic
676 number}\footnote{che nel caso è \code{0xC0ED}, si può usare la costante
677 \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
678 al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono usati per
679 specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e vanno
680 impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
681 valori riportati in tab.~\ref{tab:sys_mount_flags}.
686 \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
688 \textbf{Parametro} & \textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
691 \const{MS\_RDONLY} & 1 & Monta in sola lettura.\\
692 \const{MS\_NOSUID} & 2 & Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
693 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.\\
694 \const{MS\_NODEV} & 4 & Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.\\
695 \const{MS\_NOEXEC} & 8 & Impedisce di eseguire programmi.\\
696 \const{MS\_SYNCHRONOUS}& 16 & Abilita la scrittura sincrona.\\
697 \const{MS\_REMOUNT} & 32 & Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.\\
698 \const{MS\_MANDLOCK} & 64 & Consente il \textit{mandatory locking}
699 \itindex{mandatory~locking} (vedi
700 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).\\
701 \const{S\_WRITE} & 128 & Scrive normalmente.\\
702 \const{S\_APPEND} & 256 & Consente la scrittura solo in
703 \itindex{append~mode} \textit{append mode}
704 (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}).\\
705 \const{S\_IMMUTABLE} & 512 & Impedisce che si possano modificare i file.\\
706 \const{MS\_NOATIME} &1024 & Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
707 sez.~\ref{sec:file_file_times}).\\
708 \const{MS\_NODIRATIME}&2048 & Non aggiorna gli \textit{access time} delle
710 \const{MS\_BIND} &4096 & Monta il filesystem altrove.\\
711 \const{MS\_MOVE} &8192 & Sposta atomicamente il punto di montaggio.\\
714 \caption{Tabella dei codici dei flag di montaggio di un filesystem.}
715 \label{tab:sys_mount_flags}
718 % TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
719 % gli S_* non esistono più come segnalato da Alessio...
720 % verificare i readonly mount bind del 2.6.26
722 Per l'impostazione delle caratteristiche particolari di ciascun filesystem si
723 usa invece l'argomento \param{data} che serve per passare le ulteriori
724 informazioni necessarie, che ovviamente variano da filesystem a filesystem.
726 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
727 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
728 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
729 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
730 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
731 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
732 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
735 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
736 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
737 \begin{prototype}{sys/mount.h}{umount(const char *target)}
739 Smonta il filesystem montato sulla directory \param{target}.
741 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
742 fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
744 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
745 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
746 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
748 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
749 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} o \errval{ELOOP}.}
751 \noindent la funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è
752 montato e non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è
753 vero a partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate
754 separate e la funzione poteva essere usata anche specificando il file di
755 dispositivo.} in quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso
756 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
757 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
758 che è stato montato per ultimo.
760 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
761 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
762 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
763 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
764 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
766 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
767 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
768 risulti occupato; il suo prototipo è:
769 \begin{prototype}{sys/mount.h}{umount2(const char *target, int flags)}
771 La funzione è identica a \func{umount} per comportamento e codici di errore,
772 ma con \param{flags} si può specificare se forzare lo smontaggio.
775 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
776 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
777 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
778 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
779 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
780 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
781 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
783 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
785 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
786 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
787 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
788 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
791 \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
793 \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
795 Restituisce in \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è
796 posto il file specificato.
798 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
799 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
801 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
802 supporta la funzione.
804 e \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe, \errval{EBADF} per
805 \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
806 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs}.}
809 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
810 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
811 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
812 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
813 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
814 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
815 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
816 genere è il nome del filesystem stesso.
819 \footnotesize \centering
820 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
821 \includestruct{listati/statfs.h}
824 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
825 \label{fig:sys_statfs}
829 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
830 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
831 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
832 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
833 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
834 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
835 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
837 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
838 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
839 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
840 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
841 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
842 \cite{glibc} per la documentazione completa.
844 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
845 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
851 \section{La gestione di file e directory}
854 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
855 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
856 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
857 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
858 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
860 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
861 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
862 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
865 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
866 \label{sec:file_link}
868 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
869 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
870 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
871 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
873 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
874 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
875 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
878 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
879 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
880 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
881 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
882 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
883 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
884 suddetto \textit{inode}.
886 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
887 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
888 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
889 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
890 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
891 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
892 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
894 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
895 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
896 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
897 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
898 \begin{prototype}{unistd.h}
899 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
900 Crea un nuovo collegamento diretto.
902 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
903 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
905 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
906 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
907 \textit{mount point}.
908 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
909 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
910 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
912 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
913 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
914 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
916 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
917 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
918 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
921 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
922 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
923 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
924 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
925 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
926 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
927 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
928 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
930 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
931 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
932 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
933 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
934 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
935 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
936 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
937 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
938 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
939 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
941 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
942 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
943 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
944 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
945 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
946 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
947 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
948 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
949 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
951 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
952 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
953 nel caso di Linux questa capacità è stata completamente disabilitata, e al
954 tentativo di creare un link diretto ad una directory la funzione \func{link}
955 restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
957 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
958 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
959 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
960 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
961 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
962 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
963 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
964 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
965 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
966 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
967 \href{http://lwn.net/Articles/293902}
968 {\texttt{http://lwn.net/Articles/293902}}).} è stato adottato un
969 comportamento che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene
970 creato rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
972 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
973 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
974 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
975 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
976 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
977 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
978 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
979 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
980 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
981 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
982 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
983 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
984 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
985 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
986 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
987 differenza rispetto allo standard POSIX.}
989 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
990 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
991 suo prototipo è il seguente:
992 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
996 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
997 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
998 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1000 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1002 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1004 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1006 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1007 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1011 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1012 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1013 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1014 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1015 abbia privilegi sufficienti.}
1017 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1018 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1019 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1020 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1021 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1022 possono continuare ad utilizzarlo.
1024 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1025 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1026 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1027 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1028 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1029 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1030 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1031 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1033 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1034 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1035 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1036 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1037 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1038 tramite una singola system call.
1040 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1041 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1042 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1043 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1044 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1045 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1046 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1047 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1048 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1049 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1050 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1051 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1053 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1054 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1055 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1056 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1057 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1058 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1059 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1060 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1063 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1064 \label{sec:file_remove}
1066 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1067 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1068 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1069 funzione \funcd{remove}.
1071 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1072 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1073 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1074 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1075 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1076 Cancella un nome dal filesystem.
1078 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1079 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1081 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1082 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1083 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1086 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1087 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1088 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1089 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1090 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1091 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1094 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1095 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1096 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1097 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1099 \begin{prototype}{stdio.h}
1100 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1104 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1105 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1106 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1108 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1109 \param{oldpath} non è una directory.
1110 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1112 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1114 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1115 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1116 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1117 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1118 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1119 sotto-directory di se stessa.
1120 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1121 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1122 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1124 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1125 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1129 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1130 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1131 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1133 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1134 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1135 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1136 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1137 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1139 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1140 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1141 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1142 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1145 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1146 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1147 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1148 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1149 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1150 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1151 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1153 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1154 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1155 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1156 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1157 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1160 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1161 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1162 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1163 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1164 riferimento allo stesso file.
1167 \subsection{I link simbolici}
1168 \label{sec:file_symlink}
1170 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1171 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1172 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1173 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1174 eseguire un link diretto ad una directory.
1176 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1177 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1178 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1179 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1180 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1181 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1182 file che non esistono ancora.
1184 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1185 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1186 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1187 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1188 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1189 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1190 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1191 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1192 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1193 \begin{prototype}{unistd.h}
1194 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1195 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1198 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1199 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1201 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1202 supporta i link simbolici.
1203 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1204 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1205 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1206 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1209 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1210 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1214 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1215 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1216 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1217 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1218 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1220 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1221 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1222 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1223 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1224 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1225 direttamente sul suo contenuto.
1229 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1231 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1234 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1235 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1236 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1237 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1238 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1239 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1240 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1241 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1242 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1243 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1244 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1245 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1246 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1247 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1248 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1249 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1250 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1251 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1252 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1253 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1254 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1257 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1258 \label{tab:file_symb_effect}
1261 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1262 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1264 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1265 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1266 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1267 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1268 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1270 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1271 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1272 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1273 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1274 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1275 \begin{prototype}{unistd.h}
1276 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1277 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1278 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1280 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1281 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1282 \var{errno} assumerà i valori:
1284 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1287 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1288 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1292 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1293 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1294 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1295 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1299 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1300 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1301 \label{fig:file_link_loop}
1304 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1305 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1306 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1307 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1308 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1309 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1310 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1311 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1312 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1313 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1314 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1316 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1317 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1318 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1319 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1320 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1322 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1323 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1324 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1325 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1326 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1328 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1329 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1330 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1333 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1335 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1336 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1337 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1338 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1341 cat: temporaneo: No such file or directory
1343 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1344 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1347 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1348 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1350 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1351 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1352 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1353 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1354 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1355 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1356 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1357 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1358 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1360 \headdecl{sys/stat.h}
1361 \headdecl{sys/types.h}
1362 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1364 Crea una nuova directory.
1366 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1367 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1369 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1371 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1372 cui si vuole inserire la nuova directory.
1373 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1374 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1375 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1376 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1377 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1379 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1380 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1382 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1383 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1387 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1388 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1389 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1390 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1391 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1393 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1394 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1395 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1396 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1397 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1398 directory è impostata secondo quanto riportato in
1399 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1401 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1402 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1403 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1404 Cancella una directory.
1406 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1407 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1409 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1410 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1411 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\acr{uid} effettivo
1412 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1413 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1414 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1415 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1417 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1418 radice di qualche processo.
1419 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1421 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1422 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1425 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1426 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1427 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1428 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1430 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1431 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1432 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1433 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1434 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1435 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1436 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1437 file nella directory.
1440 \subsection{La creazione di file speciali}
1441 \label{sec:file_mknod}
1443 \index{file!di~dispositivo|(}
1445 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1446 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1447 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1448 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1449 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1450 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1452 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1453 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1454 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1455 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1458 \headdecl{sys/types.h}
1459 \headdecl{sys/stat.h}
1462 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1464 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1466 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1467 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1469 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1470 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1471 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1472 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1473 fifo, un socket o un dispositivo.
1474 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1476 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1477 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1478 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1481 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1482 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1483 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1484 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1485 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1486 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1487 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1488 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1490 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1491 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1492 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1493 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1494 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1495 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1496 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1499 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1500 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1501 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1502 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1503 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1504 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1505 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1506 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1507 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1508 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1509 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1510 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1511 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1512 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1514 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1515 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1516 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1517 semantica BSD per il filesystem (si veda
1518 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1519 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1521 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1522 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1523 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1524 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1525 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1526 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1527 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1528 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1529 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1530 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1533 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1534 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1535 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1536 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1537 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1538 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1539 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1540 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1541 sorgenti del kernel.
1543 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1544 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1545 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1546 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1547 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1548 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1549 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1550 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1551 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1553 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1554 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1555 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1556 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1557 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1559 \headdecl{sys/types.h}
1560 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1561 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1564 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1565 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1568 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1569 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1570 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1572 \headdecl{sys/types.h}
1573 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1575 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1576 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1579 \index{file!di~dispositivo|)}
1581 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1582 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1583 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1585 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1587 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1591 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1592 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1593 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1594 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1597 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1598 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1599 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1600 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1604 \subsection{Accesso alle directory}
1605 \label{sec:file_dir_read}
1607 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1608 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1609 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1610 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1611 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1612 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1613 funzioni di scrittura.
1615 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1616 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1617 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1618 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1619 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1620 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1621 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1622 funzione per la lettura delle directory.
1624 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1625 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1626 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1627 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1628 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1629 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1630 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1632 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1634 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1636 Apre un \textit{directory stream}.
1638 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1639 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1640 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1641 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1644 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1645 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1646 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1647 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1648 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1651 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1652 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1653 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1654 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1655 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1657 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
1658 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
1659 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
1660 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
1661 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
1662 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
1663 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1664 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1665 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
1666 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
1668 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1670 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
1672 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
1674 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
1675 caso di successo e -1 in caso di errore.}
1678 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
1679 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
1680 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
1681 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
1682 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
1683 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
1685 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
1686 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
1687 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
1688 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
1689 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
1690 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
1691 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1692 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
1693 700} .} il cui prototipo è:
1695 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1697 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
1699 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
1701 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1702 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1703 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
1706 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
1707 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
1708 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
1709 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
1710 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
1711 sez.~\ref{sec:file_openat}.
1713 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
1714 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
1715 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
1716 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
1717 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
1718 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
1719 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
1721 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
1722 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
1723 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
1725 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1727 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
1729 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1731 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
1732 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
1733 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
1734 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
1735 raggiunge la fine dello stream.}
1738 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
1739 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
1740 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
1741 esaurite tutte le voci in essa presenti.
1743 \begin{figure}[!htb]
1744 \footnotesize \centering
1745 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1746 \includestruct{listati/dirent.c}
1749 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
1751 \label{fig:file_dirent_struct}
1754 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
1755 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
1756 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
1757 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
1758 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
1759 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
1760 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
1761 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
1764 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1765 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
1766 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
1767 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
1768 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
1769 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
1772 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1774 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
1775 struct dirent **result)}
1777 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1779 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1780 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
1783 La funzione restituisce in \param{result} (come
1784 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
1785 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
1786 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
1787 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
1789 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
1790 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
1791 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
1792 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
1793 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
1794 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
1795 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
1796 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
1797 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
1798 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
1799 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
1802 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
1803 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
1804 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
1805 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
1806 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
1807 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
1812 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1814 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
1817 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
1818 \const{DT\_REG} & File normale.\\
1819 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
1820 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
1821 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
1822 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
1823 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
1824 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
1827 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
1828 della struttura \struct{dirent}.}
1829 \label{tab:file_dtype_macro}
1832 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
1833 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
1834 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
1835 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
1836 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
1837 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
1838 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
1839 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
1840 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
1841 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
1842 \const{DT\_UNKNOWN}.}
1844 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
1845 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
1846 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
1848 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
1849 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
1851 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
1852 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
1855 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
1856 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
1857 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
1858 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
1859 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
1860 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
1861 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
1862 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1863 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
1864 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
1865 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
1868 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
1869 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
1870 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
1871 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
1872 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
1873 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
1874 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
1875 conformità a POSIX.1-2001.}
1876 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
1877 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
1879 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
1880 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
1881 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
1882 valore errato per \param{dir}.}
1885 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
1886 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
1887 iniziale; il suo prototipo è:
1889 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1891 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
1893 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
1896 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
1897 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
1898 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
1900 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1902 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
1904 Chiude un \textit{directory stream}.
1906 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
1907 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
1910 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
1911 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
1912 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
1913 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
1914 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1915 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
1916 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
1917 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
1918 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
1920 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
1922 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
1923 trovate, e -1 altrimenti.}
1926 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
1927 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
1928 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
1929 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
1930 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
1932 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
1933 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
1934 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
1935 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
1936 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
1937 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
1938 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
1940 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
1941 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
1942 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
1943 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
1944 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
1945 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
1946 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
1947 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
1948 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
1949 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
1950 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
1951 si deve passare il suo indirizzo.}
1953 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
1954 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
1955 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
1959 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
1961 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
1963 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
1965 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
1966 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
1967 maggiore del secondo.}
1970 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
1971 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
1972 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
1973 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
1974 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
1975 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
1976 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
1977 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
1978 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
1979 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
1980 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
1981 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
1983 \begin{figure}[!htbp]
1984 \footnotesize \centering
1985 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
1986 \includecodesample{listati/my_ls.c}
1988 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
1990 \label{fig:file_my_ls}
1993 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
1994 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
1995 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
1996 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
1997 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2000 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2001 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2002 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2003 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2005 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2006 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2007 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2008 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2009 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2011 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2012 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2013 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2014 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2015 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2017 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2018 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2019 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2020 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2022 \begin{figure}[!htbp]
2023 \footnotesize \centering
2024 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2025 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2027 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2028 file \file{DirScan.c}.}
2029 \label{fig:file_dirscan}
2032 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2033 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2034 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2035 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2036 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2039 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2040 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2041 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2042 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2043 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2044 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2045 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2046 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2047 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2048 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2049 ottenere le dimensioni.}
2051 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2052 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2053 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2054 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2055 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2056 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2057 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2058 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2059 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2060 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2061 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2062 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2063 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2064 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2065 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2066 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2069 \subsection{La directory di lavoro}
2070 \label{sec:file_work_dir}
2074 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2075 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2076 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2077 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2078 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2079 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2080 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2081 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2082 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2084 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2085 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2086 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2087 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2088 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2089 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2090 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2092 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2093 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2094 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2095 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2096 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2097 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2099 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2100 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2102 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2103 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2104 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2106 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2108 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2109 lunghezza del \textit{pathname}.
2110 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2111 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2113 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2117 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2118 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2119 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2120 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2121 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2122 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2125 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2126 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2127 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2128 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2129 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2130 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2131 volta cessato il suo utilizzo.
2133 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2134 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2135 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2136 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2137 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2138 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2139 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2140 principale per cui questa funzione è deprecata.
2142 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2143 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2144 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2145 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2148 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2149 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2150 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2151 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2152 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2153 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2154 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2155 attraverso eventuali link simbolici.
2157 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2158 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2159 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2160 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2161 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2163 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2164 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2166 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2167 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2170 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2171 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2173 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2174 quale si hanno i permessi di accesso.
2176 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2177 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2178 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2179 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2180 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2183 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2184 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2187 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2188 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2189 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2190 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2191 specificata da \param{fd}.
2197 \subsection{I file temporanei}
2198 \label{sec:file_temp_file}
2200 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2201 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2202 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2203 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2204 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2205 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2206 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2208 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2209 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2210 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2211 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2212 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2213 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2214 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2216 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2217 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2220 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2221 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2222 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2223 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2224 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2225 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2226 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2227 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2228 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2229 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2230 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2233 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2234 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2235 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2236 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2237 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2238 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2240 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2241 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2242 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2245 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2246 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2247 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2248 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2249 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2250 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2252 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2253 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2254 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2255 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2256 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2257 \item la directory \file{/tmp}.
2260 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2261 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2262 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2263 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2264 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2265 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2266 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2269 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2270 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2271 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2272 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2273 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2275 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2276 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2277 caso \var{errno} assumerà i valori:
2279 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2280 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2282 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2283 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2286 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2287 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2288 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2289 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2290 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2291 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2292 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2294 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2295 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2296 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2297 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2298 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2300 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2301 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2303 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2304 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2307 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2311 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2312 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2313 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2314 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2315 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2316 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
2317 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2318 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2319 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2322 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2323 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2325 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2326 Genera un file temporaneo.
2328 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2329 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2331 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2332 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2333 contenuto di \param{template} è indefinito.
2337 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2338 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2339 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2340 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2341 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2342 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2343 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2344 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2345 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2346 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2347 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2348 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2349 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2350 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2351 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2352 Genera un file temporaneo.
2354 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2355 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2357 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2358 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2359 nell'apertura del file.
2362 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2363 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2364 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2365 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2366 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2367 Genera una directory temporanea.
2369 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2370 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2373 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2375 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2378 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2379 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2380 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2381 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2382 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2385 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2386 \label{sec:file_infos}
2388 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2389 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2390 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2391 nell'\textit{inode}.
2393 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2394 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2395 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2396 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2397 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2398 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2401 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2402 \label{sec:file_stat}
2404 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2405 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2406 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2407 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2409 \headdecl{sys/types.h}
2410 \headdecl{sys/stat.h}
2413 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2414 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2415 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2416 Legge le informazioni di un file.
2418 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2419 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2420 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2421 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2424 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2425 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2426 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2427 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2428 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2429 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2430 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2432 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2433 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2434 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2435 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2436 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2437 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2438 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2440 \begin{figure}[!htb]
2443 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2444 \includestruct{listati/stat.h}
2447 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2449 \label{fig:file_stat_struct}
2452 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2453 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2454 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2456 \subsection{I tipi di file}
2457 \label{sec:file_types}
2459 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2460 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2461 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2462 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2463 una struttura \struct{stat}.
2465 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2466 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2467 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2468 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2469 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2470 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2474 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2476 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2479 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2480 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2481 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2482 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2483 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2484 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2485 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2488 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2489 \label{tab:file_type_macro}
2492 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2493 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2494 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2495 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2496 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2498 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2499 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2500 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2501 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2502 un'opportuna combinazione.
2507 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2509 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2512 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2513 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2514 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2515 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2516 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2517 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2518 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2519 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2521 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2522 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2523 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2525 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2526 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2527 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2528 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2530 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2531 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2532 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2533 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2535 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2536 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2537 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2538 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2541 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2542 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2543 \label{tab:file_mode_flags}
2546 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2547 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2549 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2550 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2551 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2554 \subsection{Le dimensioni dei file}
2555 \label{sec:file_file_size}
2557 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2558 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2559 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2560 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2562 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2563 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2564 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2565 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2566 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2568 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2569 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2570 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2571 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2572 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2573 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2574 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2576 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2577 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2578 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2579 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2580 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2581 risultato di \cmd{ls}.
2583 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2584 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2585 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2586 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2588 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2589 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2590 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2591 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2595 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2597 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2599 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2601 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2602 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2603 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2605 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2606 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2607 file o non è aperto in scrittura.
2609 per \func{truncate} si hanno:
2611 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2612 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2614 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2616 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2617 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2620 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2621 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2622 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2623 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2624 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2627 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2628 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2629 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2630 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2631 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2632 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2633 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2635 \subsection{I tempi dei file}
2636 \label{sec:file_file_times}
2638 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2639 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2640 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2641 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2642 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2643 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2644 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2645 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2646 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2651 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2653 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2654 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2657 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
2658 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
2659 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
2660 \func{write}, \func{utime} & default\\
2661 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
2662 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
2665 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
2666 \label{tab:file_file_times}
2669 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
2670 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
2671 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
2672 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
2673 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
2674 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
2675 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
2676 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
2677 l'utilizzo di questo secondo tempo.
2679 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
2680 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
2681 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
2682 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
2683 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
2684 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
2685 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
2686 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
2687 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
2688 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
2689 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
2690 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
2691 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
2693 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
2694 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
2695 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
2696 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
2697 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
2698 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
2699 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
2701 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
2702 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
2703 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
2704 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
2705 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
2706 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
2707 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
2708 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
2709 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
2710 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
2711 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
2712 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
2713 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
2714 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
2719 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
2721 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
2722 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2723 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
2724 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2725 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
2726 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
2729 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
2730 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2731 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2732 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2733 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2734 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2735 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2736 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
2739 \func{chmod}, \func{fchmod}
2740 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2741 \func{chown}, \func{fchown}
2742 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2744 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2745 con \const{O\_CREATE} \\
2747 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2748 con \const{O\_TRUNC} \\
2750 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2752 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2754 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2756 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2758 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2760 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2761 con \const{O\_CREATE} \\
2763 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
2764 con \const{O\_TRUNC} \\
2766 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2768 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2770 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2771 se esegue \func{unlink}\\
2773 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
2774 se esegue \func{rmdir}\\
2776 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2777 per entrambi gli argomenti\\
2779 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2780 \func{truncate}, \func{ftruncate}
2781 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2783 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2785 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2787 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2790 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
2791 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
2792 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
2793 \label{tab:file_times_effects}
2797 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
2798 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
2799 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
2800 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
2801 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
2802 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
2803 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
2806 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
2807 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
2808 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
2809 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
2810 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
2811 tempi di quest'ultimo.
2813 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
2814 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
2815 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
2816 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
2817 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
2819 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
2820 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
2821 \begin{prototype}{utime.h}
2822 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
2823 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2825 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2826 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2828 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2829 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2831 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2834 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
2835 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
2836 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
2837 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
2838 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
2839 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
2841 \begin{figure}[!htb]
2842 \footnotesize \centering
2843 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2844 \includestruct{listati/utimbuf.h}
2847 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
2849 \label{fig:struct_utimebuf}
2852 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
2853 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
2854 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
2855 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
2856 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
2858 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
2859 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
2860 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
2861 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
2862 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
2863 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
2864 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
2865 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
2866 cosa è più complicata da realizzare.
2868 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
2869 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
2870 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
2871 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
2872 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2873 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
2874 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
2875 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
2876 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
2879 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
2880 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
2881 precisione; il suo prototipo è:
2884 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
2885 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2887 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2888 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2890 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2891 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2893 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2896 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
2897 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
2898 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
2899 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
2900 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
2901 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
2902 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
2904 \begin{figure}[!htb]
2905 \footnotesize \centering
2906 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2907 \includestruct{listati/timeval.h}
2910 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
2911 con la precisione del microsecondo.}
2912 \label{fig:sys_timeval_struct}
2915 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
2916 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
2917 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
2918 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
2919 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
2922 \headdecl{sys/time.h}
2924 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
2925 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
2927 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
2928 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
2931 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2932 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2933 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2935 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2936 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2940 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
2941 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
2942 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
2943 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
2944 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
2947 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
2948 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
2949 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
2950 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
2951 compito; i rispettivi prototipi sono:
2953 \headdecl{sys/time.h}
2955 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
2956 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
2958 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
2959 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
2962 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2963 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2964 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2966 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2967 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2971 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
2972 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
2973 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
2974 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
2976 \begin{figure}[!htb]
2977 \footnotesize \centering
2978 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2979 \includestruct{listati/timespec.h}
2982 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
2983 con la precisione del nanosecondo.}
2984 \label{fig:sys_timespec_struct}
2987 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
2988 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
2989 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
2990 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
2991 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
2992 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
2993 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
2994 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
2995 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
2996 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
2998 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
2999 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3000 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3001 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3002 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3003 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3004 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3005 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3006 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3007 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3008 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3009 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3010 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3011 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3012 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3013 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3014 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3015 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3018 \section{Il controllo di accesso ai file}
3019 \label{sec:file_access_control}
3021 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3022 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3023 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3024 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3025 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3026 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3027 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3030 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3031 \label{sec:file_perm_overview}
3033 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3034 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3035 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
3036 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3037 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3038 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3039 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3040 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3041 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3044 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3045 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3046 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3047 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3048 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3049 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3050 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3051 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3052 base associati ad ogni file sono:
3054 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3056 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3057 dall'inglese \textit{write}).
3058 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3059 dall'inglese \textit{execute}).
3061 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3063 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3064 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3066 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3069 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3070 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3071 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3072 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3076 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3077 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3078 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3079 \label{fig:file_perm_bit}
3082 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3083 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3084 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3085 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3086 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3087 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3089 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3090 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3091 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3092 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3094 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3095 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3096 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3097 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3098 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3099 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3100 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3101 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3102 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3107 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3109 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3112 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3113 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3114 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3116 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3117 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3118 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3120 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3121 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3122 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3125 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3126 \texttt{<sys/stat.h>}}
3127 \label{tab:file_bit_perm}
3130 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3131 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3132 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3135 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3136 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3137 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3138 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3139 diritto di esecuzione).
3141 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3142 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3143 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3144 che si può leggere il contenuto della directory.
3146 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3147 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3148 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3149 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3152 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3153 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3154 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3155 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3156 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3158 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3159 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3160 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3161 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3162 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3163 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3164 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3166 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3167 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3168 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3171 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3172 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3173 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3174 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3175 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3176 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3177 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3179 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3180 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3181 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3182 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\acr{uid} effettivo, il \acr{gid}
3183 effettivo e gli eventuali \acr{gid} supplementari del processo.\footnote{in
3184 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3185 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3186 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3187 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3190 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3191 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3192 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\acr{uid} effettivo e il \acr{gid} effettivo
3193 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
3194 lanciato il processo, mentre i \acr{gid} supplementari sono quelli dei gruppi
3195 cui l'utente appartiene.
3197 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3198 di accesso sono i seguenti:
3200 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è zero (corrispondente
3201 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3202 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3204 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
3205 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3208 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3209 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3210 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3211 impostato, l'accesso è consentito
3212 \item altrimenti l'accesso è negato
3214 \item Se il \acr{gid} effettivo del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
3215 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
3217 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3219 \item altrimenti l'accesso è negato
3221 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3222 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3225 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3226 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3227 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3228 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3229 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3230 tutti gli altri non vengono controllati.
3233 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3234 \label{sec:file_special_perm}
3239 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3240 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3241 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3242 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3243 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3244 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3245 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3247 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3248 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3249 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3250 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3251 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3253 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3254 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3255 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3256 kernel assegnerà come \acr{uid} effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
3257 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
3258 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \acr{gid} effettivo del
3261 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3262 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3263 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3264 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3265 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3266 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3267 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3270 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3271 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3272 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3273 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3274 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3276 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3277 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3278 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3279 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3280 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3281 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3282 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3284 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3285 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3286 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3287 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3290 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3291 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3292 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3293 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3294 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3295 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3301 \itindbeg{sticky~bit}
3303 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3304 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3305 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3306 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3307 si poteva impostare questo bit.
3309 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3310 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3311 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3312 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3313 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3314 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3315 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3316 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3318 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3319 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3320 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3321 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3322 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3324 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3325 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3326 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3327 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3328 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3329 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3332 \item l'utente è proprietario del file
3333 \item l'utente è proprietario della directory
3334 \item l'utente è l'amministratore
3336 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3337 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3340 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3342 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3343 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3344 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3345 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3346 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3347 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3349 \itindend{sticky~bit}
3351 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3352 \label{sec:file_perm_management}
3354 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3355 file viene fatto utilizzando l'\acr{uid} ed il \acr{gid} effettivo del processo;
3356 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\acr{uid}
3357 reale ed il \acr{gid} reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
3358 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3359 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3360 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3362 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3363 \begin{prototype}{unistd.h}
3364 {int access(const char *pathname, int mode)}
3366 Verifica i permessi di accesso.
3368 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3369 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3372 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3373 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3374 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3375 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3376 un filesystem montato in sola lettura.
3378 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3379 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3382 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3383 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3384 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3385 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3386 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3387 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3388 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3389 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3390 sul file a cui esso fa riferimento.
3392 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3393 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3394 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3395 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3396 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3397 contrario (o di errore) ritorna -1.
3401 \begin{tabular}{|c|l|}
3403 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3406 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3407 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3408 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3409 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3412 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3414 \label{tab:file_access_mode_val}
3417 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3418 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3419 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3420 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3422 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3423 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3424 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3425 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3426 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3427 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3428 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3429 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3432 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3433 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3434 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3436 \headdecl{sys/types.h}
3437 \headdecl{sys/stat.h}
3439 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3440 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3442 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3443 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3445 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3446 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3448 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3449 proprietario del file o non è zero.
3450 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3452 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3453 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3454 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3457 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3458 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3459 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3465 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3467 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3470 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3471 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3472 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3474 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3475 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3476 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3477 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3479 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3480 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3481 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3482 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3484 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3485 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3486 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3487 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3490 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3491 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3492 \label{tab:file_permission_const}
3495 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3496 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3497 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3498 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3499 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3500 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3501 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3502 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3504 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3505 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3506 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3507 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3508 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3510 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3511 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3512 funzioni infatti è possibile solo se l'\acr{uid} effettivo del processo
3513 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3514 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3516 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3517 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3518 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3519 in particolare accade che:
3521 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3522 \textit{sticky bit}, se l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero esso
3523 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3524 stato indicato in \param{mode}.
3525 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3526 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3527 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3528 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3529 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3530 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3531 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3532 (la cosa non avviene quando l'\acr{uid} effettivo del processo è zero).
3535 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3536 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3537 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3538 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3539 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3540 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3541 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3542 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3543 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3544 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3545 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3547 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3548 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3549 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3550 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3551 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3552 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3553 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3554 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3558 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3559 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3560 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3561 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3562 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3563 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3564 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3565 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3566 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3567 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3568 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3569 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3570 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3573 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3574 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3575 \begin{prototype}{stat.h}
3576 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3578 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3579 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3581 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3582 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3585 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3586 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3587 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3588 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3589 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3590 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3595 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3596 \label{sec:file_ownership_management}
3598 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3599 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3600 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3601 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3602 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3603 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3605 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
3606 all'\acr{uid} effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
3607 due diverse possibilità:
3609 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} effettivo del processo.
3610 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
3613 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3614 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3615 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3616 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3617 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3619 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
3620 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3621 partenza, in tutte le sotto-directory.
3623 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3624 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3625 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3626 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3627 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3628 nella home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario
3631 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3632 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3633 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3634 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3635 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3636 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3637 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3638 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3639 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3640 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3641 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3643 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3644 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3645 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3647 \headdecl{sys/types.h}
3648 \headdecl{sys/stat.h}
3650 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3651 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3652 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3654 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3655 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
3657 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
3658 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
3660 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3661 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
3663 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
3664 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
3665 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3666 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
3669 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
3670 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
3671 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
3672 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
3673 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
3674 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
3675 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
3676 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
3678 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
3679 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
3680 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
3681 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
3682 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
3683 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
3684 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
3685 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
3686 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
3688 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
3689 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
3690 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
3691 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
3692 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
3693 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
3694 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3697 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
3698 \label{sec:file_riepilogo}
3700 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
3701 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
3702 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
3703 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
3704 fornire un quadro d'insieme.
3709 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
3711 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3712 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3713 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3714 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3715 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
3717 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3720 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
3721 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
3722 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
3723 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
3724 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3725 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
3726 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
3727 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
3728 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
3729 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
3730 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
3731 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
3732 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
3733 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
3736 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3737 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3738 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3739 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3740 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
3742 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3745 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3746 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
3748 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
3750 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
3751 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
3752 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
3753 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
3755 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
3757 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
3759 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
3760 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
3761 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
3764 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
3766 \label{tab:file_fileperm_bits}
3769 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
3770 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
3771 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
3772 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
3773 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
3774 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
3775 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
3776 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
3777 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
3778 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
3779 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
3780 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3782 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
3783 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
3784 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
3785 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
3787 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
3788 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
3789 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
3790 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
3791 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
3792 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
3795 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
3796 \label{sec:file_dir_advances}
3798 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
3799 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
3800 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
3801 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
3804 \subsection{Gli attributi estesi}
3805 \label{sec:file_xattr}
3807 \itindbeg{Extended~Attributes}
3809 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
3810 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
3811 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
3812 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
3813 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
3814 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
3815 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
3816 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
3817 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
3820 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
3821 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
3822 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
3823 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
3824 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
3825 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
3826 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
3827 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
3829 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
3830 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
3831 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
3832 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
3833 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
3834 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
3835 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
3836 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
3837 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
3838 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
3839 l'atomicità di tutte le operazioni.
3841 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
3842 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
3843 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
3844 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
3846 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
3847 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
3848 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
3849 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
3850 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
3851 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
3852 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
3853 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
3854 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
3855 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
3856 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
3857 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
3858 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
3859 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
3860 gruppo proprietari del file.
3862 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
3863 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
3864 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
3865 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
3866 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
3867 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
3868 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
3869 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
3870 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
3871 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
3872 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
3877 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
3879 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
3882 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
3883 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
3884 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
3885 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
3886 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
3887 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
3888 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
3889 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
3890 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
3891 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
3892 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
3893 \textit{capabilities} (vedi
3894 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
3895 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
3896 utilizzati per poter realizzare in user space
3897 meccanismi che consentano di mantenere delle
3898 informazioni sui file che non devono essere accessibili
3899 ai processi ordinari.\\
3900 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
3901 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
3902 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
3903 file) accessibili dagli utenti.\\
3906 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
3907 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
3908 \label{tab:extended_attribute_class}
3912 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
3913 impiega per realizzare delle estensioni (come le
3914 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
3915 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
3916 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
3917 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
3918 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
3919 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
3920 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
3921 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
3922 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
3923 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
3924 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
3925 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
3926 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
3927 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
3928 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
3929 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
3930 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3931 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
3933 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
3934 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
3935 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
3936 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
3937 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
3938 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
3939 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
3940 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
3941 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
3944 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
3945 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
3946 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3947 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
3948 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
3949 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
3951 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
3952 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
3953 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
3954 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
3955 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
3956 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
3957 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
3958 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
3959 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
3960 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
3961 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
3962 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
3963 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
3964 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
3965 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
3968 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
3969 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
3970 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
3971 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
3972 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
3973 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
3974 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
3975 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
3976 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
3977 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
3978 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
3979 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
3980 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
3981 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
3982 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
3983 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
3984 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
3985 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
3986 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
3987 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
3988 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
3989 \const{CAP\_FOWNER}.
3992 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
3993 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
3994 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
3995 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
3996 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
3997 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
3998 l'opzione \texttt{-lattr}.
4000 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4001 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4002 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4003 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4005 \headdecl{sys/types.h}
4006 \headdecl{attr/xattr.h}
4008 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4009 *value, size\_t size)}
4011 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4012 *value, size\_t size)}
4014 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4017 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4019 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4020 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4021 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4023 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4024 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4025 non è sufficiente per contenere il risultato.
4026 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4027 filesystem o sono disabilitati.
4029 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4030 permessi di accesso all'attributo. }
4033 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4034 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4035 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4036 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4037 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4038 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4041 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4042 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4043 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4044 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4045 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4046 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4047 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4048 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4049 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4051 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4052 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4053 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4054 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4055 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4056 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4057 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4058 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4059 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4061 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4062 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4063 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4064 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4066 \headdecl{sys/types.h}
4067 \headdecl{attr/xattr.h}
4069 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4070 *value, size\_t size, int flags)}
4072 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4073 *value, size\_t size, int flags)}
4075 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4076 size\_t size, int flags)}
4078 Impostano il valore di un attributo esteso.
4080 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4081 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4083 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4084 l'attributo richiesto non esiste.
4085 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4086 l'attributo esiste già.
4087 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4088 filesystem o sono disabilitati.
4090 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4091 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4096 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4097 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4098 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4099 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4100 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4101 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4103 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4104 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4105 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4106 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4107 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4108 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4109 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4110 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4111 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4112 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4114 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4115 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4116 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4117 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4119 \headdecl{sys/types.h}
4120 \headdecl{attr/xattr.h}
4122 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4124 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4126 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4128 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4130 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4131 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4132 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4134 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4135 non è sufficiente per contenere il risultato.
4136 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4137 filesystem o sono disabilitati.
4139 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4140 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4145 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4146 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4147 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4148 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4149 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4151 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4152 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4153 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4154 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4155 dimensione totale della lista in byte.
4157 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4158 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4159 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4160 usando per \param{size} un valore nullo.
4162 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4163 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4164 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4166 \headdecl{sys/types.h}
4167 \headdecl{attr/xattr.h}
4169 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4171 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4173 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4176 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4178 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4179 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4181 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4182 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4183 filesystem o sono disabilitati.
4185 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4189 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4190 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4191 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4192 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4193 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4195 \itindend{Extended~Attributes}
4198 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4199 \label{sec:file_ACL}
4201 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4202 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4204 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4206 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4207 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4208 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4209 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4210 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4211 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4212 si può soddisfare in maniera semplice.}
4214 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4215 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4216 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4217 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4218 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4219 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4220 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4222 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4223 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4224 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4225 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4226 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4227 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4230 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4231 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4232 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4233 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4234 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4235 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4236 standard POSIX 1003.1e.
4238 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4239 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4240 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4241 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4242 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4243 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4244 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4245 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4246 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4247 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4248 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4249 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4250 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4252 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4253 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4254 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4255 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4256 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4257 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4258 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4259 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4260 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4261 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4262 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4267 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4269 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4272 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4273 proprietario del file.\\
4274 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4275 l'utente indicato dal rispettivo
4277 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4278 gruppo proprietario del file.\\
4279 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4280 il gruppo indicato dal rispettivo
4282 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4283 permessi di accesso che possono essere garantiti
4284 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4285 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4286 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4287 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4290 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4291 \label{tab:acl_tag_types}
4294 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4295 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4296 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4297 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4298 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4299 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4302 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4303 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4304 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4305 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4306 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4307 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4308 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4311 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4312 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4313 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4314 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4315 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4316 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4317 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4318 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4319 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4321 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4322 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4323 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4324 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4325 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4326 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4327 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4328 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4329 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4330 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4331 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4332 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4333 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4334 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4335 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4336 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4337 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4338 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4340 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4341 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4342 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4343 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4344 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4345 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4346 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4347 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4348 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4349 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4350 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4351 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4352 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4353 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4355 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4356 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4357 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4358 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4359 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4360 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4361 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4363 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4364 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4365 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4366 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4367 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4368 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4371 \item Se l'\acr{uid} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4373 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4375 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4376 l'accesso è consentito;
4377 \item altrimenti l'accesso è negato.
4379 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4380 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4382 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4383 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4385 \item altrimenti l'accesso è negato.
4387 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4388 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4390 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4391 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4392 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4393 l'accesso è consentito;
4394 \item altrimenti l'accesso è negato.
4396 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4397 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4398 \const{ACL\_GROUP} allora:
4400 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4401 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4403 \item altrimenti l'accesso è negato.
4405 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4406 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4409 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4410 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4411 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4412 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4413 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4414 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4416 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4417 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4418 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4419 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4420 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4421 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4422 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4425 \headdecl{sys/types.h}
4426 \headdecl{sys/acl.h}
4428 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4430 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4432 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4433 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4434 assumerà uno dei valori:
4436 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4437 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4442 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4443 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4444 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4445 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4446 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4447 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4448 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4449 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4450 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4451 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4452 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4454 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4455 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4456 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4458 \headdecl{sys/types.h}
4459 \headdecl{sys/acl.h}
4461 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4463 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4465 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4466 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4467 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4471 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4472 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4473 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4474 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4475 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4476 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4477 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4478 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4479 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4480 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4483 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4484 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4485 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4487 \headdecl{sys/types.h}
4488 \headdecl{sys/acl.h}
4490 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4492 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4494 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4495 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4496 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4498 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4500 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4506 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4507 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4508 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4509 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4510 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4511 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4512 memoria occupata dalla copia.
4514 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4515 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4516 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4517 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4519 \headdecl{sys/types.h}
4520 \headdecl{sys/acl.h}
4522 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4524 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4526 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4527 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4528 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4533 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4534 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4535 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4536 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4537 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4538 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4540 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4541 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4542 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4545 \headdecl{sys/types.h}
4546 \headdecl{sys/acl.h}
4548 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4549 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4551 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4553 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4554 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4555 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4557 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4558 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4561 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4562 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4563 un file per \func{acl\_get\_file}.
4568 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4569 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4570 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4571 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4572 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4573 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4574 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4575 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4580 \begin{tabular}{|l|l|}
4582 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4585 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4586 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4589 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4590 \label{tab:acl_type}
4593 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4594 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4595 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4596 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4597 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4598 verrà restituita una ACL vuota.
4600 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4601 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4603 \headdecl{sys/types.h}
4604 \headdecl{sys/acl.h}
4606 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4608 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4610 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4611 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4612 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4614 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4615 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4616 \param{buf\_p} non è valida.
4622 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4623 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4624 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4625 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4626 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4627 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4629 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4630 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4631 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4632 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4633 per riga, nella forma:
4635 tipo:qualificatore:permessi
4637 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4638 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4639 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4640 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4641 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4642 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4643 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4646 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4647 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4648 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4649 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4650 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4651 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4652 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4653 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4654 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4655 carattere ``\texttt{\#}''.
4657 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
4658 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
4659 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
4660 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
4661 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
4663 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
4664 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
4665 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
4667 \headdecl{sys/types.h}
4668 \headdecl{sys/acl.h}
4670 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
4672 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4674 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4675 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
4676 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
4679 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4680 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4686 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
4687 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
4688 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
4689 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
4690 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
4691 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
4692 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
4694 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
4695 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
4696 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
4698 \headdecl{sys/types.h}
4699 \headdecl{sys/acl.h}
4701 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
4702 separator, int options)}
4704 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4706 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4707 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
4708 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4710 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4711 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4717 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
4718 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
4719 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
4720 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
4722 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
4723 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
4724 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
4725 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
4726 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
4727 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
4728 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
4733 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4735 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4738 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
4739 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
4740 \acr{uid} e \acr{gid}.\\
4741 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
4742 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
4743 viene generato un commento con i permessi
4744 effettivamente risultanti; il commento è
4745 separato con un tabulatore.\\
4746 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
4747 effettivi per ciascuna voce che contiene
4748 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
4749 anche quando questi non vengono modificati
4750 da essa; il commento è separato con un
4752 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
4753 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
4754 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
4755 automaticamente il numero di spaziatori
4756 prima degli eventuali commenti in modo da
4757 mantenerli allineati.\\
4760 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
4761 \func{acl\_to\_any\_text}.}
4762 \label{tab:acl_to_text_options}
4765 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
4766 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
4767 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
4768 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
4769 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
4770 bozza dello standard POSIX.1e.
4772 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
4773 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
4774 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
4775 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
4776 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
4777 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
4778 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
4780 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
4781 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
4782 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
4783 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
4785 \headdecl{sys/types.h}
4786 \headdecl{sys/acl.h}
4788 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
4790 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
4792 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4793 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4794 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4796 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4802 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
4803 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
4804 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
4805 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
4806 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
4807 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
4809 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
4810 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
4812 \headdecl{sys/types.h}
4813 \headdecl{sys/acl.h}
4815 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
4817 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
4819 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4820 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4821 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4823 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
4824 \param{size} è negativo o nullo.
4825 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
4826 dimensione della rappresentazione della ACL.
4832 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
4833 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
4834 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
4835 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
4836 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
4837 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
4839 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
4840 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
4841 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
4843 \headdecl{sys/types.h}
4844 \headdecl{sys/acl.h}
4846 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
4848 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
4850 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4851 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4852 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4854 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
4855 una rappresentazione corretta di una ACL.
4856 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
4857 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
4863 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
4864 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
4865 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
4866 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
4867 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
4870 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
4871 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
4872 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
4873 directory, ed il cui prototipo è:
4875 \headdecl{sys/types.h}
4876 \headdecl{sys/acl.h}
4878 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
4881 Imposta una ACL su un file o una directory.
4883 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4884 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4886 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
4887 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
4888 assegnato a \param{path}.
4889 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4890 ha in valore non corretto.
4891 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4892 dati aggiuntivi della ACL.
4893 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4894 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4896 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
4897 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4901 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
4902 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
4903 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
4904 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
4905 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
4906 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
4907 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
4908 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
4909 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
4910 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
4911 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
4912 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
4913 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
4914 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
4916 \headdecl{sys/types.h}
4917 \headdecl{sys/acl.h}
4919 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
4921 Imposta una ACL su un file descriptor.
4923 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4924 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4926 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4927 ha in valore non corretto.
4928 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4929 dati aggiuntivi della ACL.
4930 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4931 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4933 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4937 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
4938 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
4939 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
4940 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
4941 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
4942 descriptor, la ACL da impostare.
4944 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
4945 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
4946 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
4947 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
4948 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
4949 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
4950 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
4951 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
4954 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
4955 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
4956 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
4957 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
4958 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
4959 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
4960 singole voci successive alla prima.
4962 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
4963 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
4964 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
4965 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
4966 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
4967 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
4968 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
4969 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
4970 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
4971 \funcd{acl\_delete\_entry}.
4973 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
4976 \subsection{La gestione delle quote disco}
4977 \label{sec:disk_quota}
4979 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
4980 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
4981 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
4982 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
4983 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
4984 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
4985 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
4986 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
4987 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
4988 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
4989 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
4990 sugli utenti o solo sui gruppi.
4992 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
4993 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
4994 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
4995 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
4996 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
4997 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
4998 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
4999 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5000 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5002 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5003 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5004 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5005 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5006 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5007 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5008 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5009 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5010 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5011 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5012 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5013 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5014 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5015 verificare e aggiornare i dati.
5017 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5018 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5019 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5020 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5021 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5022 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5023 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5024 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5025 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5027 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5028 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5030 \headdecl{sys/types.h}
5031 \headdecl{sys/quota.h}
5033 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5035 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5037 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5038 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5040 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5041 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5043 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5044 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5045 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5046 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5047 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5048 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5049 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5051 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5053 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5054 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5055 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5056 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5057 filesystem senza quote attivate.
5062 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5063 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5064 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5065 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5066 il gruppo (specificati rispettivamente per \acr{uid} e \acr{gid}) su cui si
5067 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5068 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5071 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5072 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5073 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5075 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5076 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5078 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5079 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5080 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5087 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5089 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5092 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5093 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5094 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5095 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5096 la versione del formato con uno dei valori di
5097 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5098 richiede i privilegi di amministratore.\\
5099 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5100 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5101 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5102 richiede i privilegi di amministratore.\\
5103 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5104 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5105 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5106 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5107 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5108 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5109 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5111 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5112 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5113 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5114 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5115 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5116 di amministratore.\\
5117 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5118 time}) delle quote del filesystem indicato
5119 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5120 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5121 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5122 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5123 struttura \struct{dqinfo} puntata
5124 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5125 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5126 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5127 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5128 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5129 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5130 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5131 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5132 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5133 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5134 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5135 filesystem con quote attive, \param{id}
5136 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5137 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5138 relative al sistema delle quote per il filesystem
5139 indicato da \param{dev}, richiede che si
5140 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5141 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5142 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5143 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5144 più recenti, che espongono la stessa informazione
5145 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5149 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5151 \label{tab:quotactl_commands}
5155 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5156 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5157 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5158 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5159 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5160 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5161 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5162 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5163 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5168 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5170 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5173 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5174 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5175 \acr{uid} e \acr{gid} a 32 bit e limiti fino a
5176 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5177 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5178 \acr{uid} e \acr{GID} a 32 bit e limiti fino a
5179 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5182 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5183 \label{tab:quotactl_id_format}
5186 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5187 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5188 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5189 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5190 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5191 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5192 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5195 \begin{figure}[!htb]
5196 \footnotesize \centering
5197 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5198 \includestruct{listati/dqblk.h}
5201 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5202 \label{fig:dqblk_struct}
5205 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5206 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5207 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5208 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5209 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5210 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5211 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5212 \textit{soft limit}.
5217 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5219 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5222 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5223 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5224 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5225 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5226 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5227 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5228 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5229 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5230 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5231 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5232 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5233 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5234 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5235 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5236 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5237 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5238 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5239 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5240 \const{QIF\_INODES}.\\
5241 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5242 \const{QIF\_ITIME}.\\
5243 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5246 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5247 \label{tab:quotactl_qif_const}
5251 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5252 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5253 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5254 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5255 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5256 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5257 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5258 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5259 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5261 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5262 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5263 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5264 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5265 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5266 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5267 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5268 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5269 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5270 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5271 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5272 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5274 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5275 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5276 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5277 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5278 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5279 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5280 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5281 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5282 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5284 \begin{figure}[!htb]
5285 \footnotesize \centering
5286 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5287 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5290 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5291 \label{fig:dqinfo_struct}
5294 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5295 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5296 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5297 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5298 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5303 \begin{tabular}{|l|l|}
5305 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5308 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5309 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5310 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5311 (\val{dqi\_igrace}).\\
5312 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5313 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5316 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5317 \label{tab:quotactl_iif_const}
5320 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5321 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5322 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5323 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5324 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5326 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5327 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5328 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5329 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5330 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5331 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5332 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5333 \textit{Repository}.}
5335 \begin{figure}[!htbp]
5336 \footnotesize \centering
5337 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5338 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5340 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5341 \label{fig:get_quota}
5344 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5345 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5346 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5347 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5348 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5349 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5351 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5352 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5353 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5354 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5355 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5356 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5357 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5358 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5359 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5360 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5362 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5363 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5364 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5365 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5366 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5367 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5368 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5370 \begin{figure}[!htbp]
5371 \footnotesize \centering
5372 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5373 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5375 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5376 \label{fig:set_block_quota}
5379 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5380 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5381 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5382 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5383 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5384 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5385 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5386 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5388 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5389 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5390 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5391 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5392 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5393 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5396 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5397 \label{sec:proc_capabilities}
5399 \itindbeg{capabilities}
5401 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5402 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5403 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5404 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5405 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5406 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5407 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5408 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5409 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5410 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5411 la marcatura di immutabilità.}
5413 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5414 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5415 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5416 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5417 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5418 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5419 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5421 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5422 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5423 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5424 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5425 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5426 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5427 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5428 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5430 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5431 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5432 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5433 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5434 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5435 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5436 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5437 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5438 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5439 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5440 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5443 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5444 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5445 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5446 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5447 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5448 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5449 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5450 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5451 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5452 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5453 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5454 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5455 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5457 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5458 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5459 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5460 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5461 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5462 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5463 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5464 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5465 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5466 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5467 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5468 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5469 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5470 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5472 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5473 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5474 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5475 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5476 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5477 \textit{file capabilities} è il seguente:
5478 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5479 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5480 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5481 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5482 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5483 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5484 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5485 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5487 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5488 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5489 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5490 chiamata ad \func{exec}.
5491 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5492 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5493 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5494 compiute dal processo.
5495 \label{sec:capabilities_set}
5498 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5499 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5500 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5501 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5502 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5503 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5504 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5505 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5506 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5507 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5508 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5509 loro significato è diverso:
5510 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5511 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5512 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5513 capacità \textsl{permesse} del processo.
5514 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5515 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5516 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5517 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5519 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5520 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5521 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5522 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5523 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5526 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5528 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5529 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5530 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5531 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5532 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5533 casistica assai complessa.
5535 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5536 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5537 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5538 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5539 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5540 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5541 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5542 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5543 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5544 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5545 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5546 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5548 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5549 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5550 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5551 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5552 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5553 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5554 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5555 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5556 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5557 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5560 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5561 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5562 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5563 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5564 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5565 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5567 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5568 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5569 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5570 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5571 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5572 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5573 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5574 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5575 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5577 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5578 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5579 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5580 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5581 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5582 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5583 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5585 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5586 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5587 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5588 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5589 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5590 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5591 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5592 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5593 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5594 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5595 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5597 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5598 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5599 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5600 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5601 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5602 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5603 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5604 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5605 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5606 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5607 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5608 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5609 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5610 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5613 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5614 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5615 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5616 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5617 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5618 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5619 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5620 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5621 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5622 attraverso una \func{exec}.
5624 \begin{figure}[!htbp]
5625 \footnotesize \centering
5626 \begin{minipage}[c]{12cm}
5627 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5629 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5631 \label{fig:cap_across_exec}
5634 \itindend{capabilities~bounding~set}
5636 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5637 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5638 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5639 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5640 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5641 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5642 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5643 privilegi originali dal processo.
5645 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5646 eseguito da un processo con \acr{uid} reale 0, esso verrà trattato come
5647 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5648 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5649 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5650 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5651 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5652 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5654 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5655 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \acr{uid}
5656 nullo a \acr{uid} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
5657 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
5658 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
5659 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
5660 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
5663 \item se si passa da \acr{uid} effettivo nullo a non nullo
5664 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
5665 viceversa si passa da \acr{uid} effettivo non nullo a nullo il
5666 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
5667 \item se si passa da \textit{file system} \acr{uid} nullo a non nullo verranno
5668 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
5669 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
5670 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
5671 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
5672 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
5673 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
5674 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
5675 \textit{permitted set}.
5676 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
5677 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
5678 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
5679 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
5680 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
5681 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
5682 set} che l'\textit{effective set}.
5684 \label{sec:capability-uid-transition}
5686 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
5687 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
5688 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
5689 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
5690 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
5691 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
5692 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
5693 cancellarle dal \textit{permitted set}.
5695 \itindbeg{securebits}
5697 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
5698 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
5699 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
5700 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
5701 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
5702 processi con \acr{uid} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
5703 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
5704 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
5709 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5711 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
5714 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
5715 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
5716 \acr{uid} passano ad un valore non
5717 nullo (regola di compatibilità per il cambio
5718 di \acr{uid} n.~3 del precedente
5719 elenco), sostituisce il precedente uso
5720 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
5722 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
5723 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
5724 da nullo a non nullo degli \acr{uid}
5725 dei gruppi \textit{effective} e
5726 \textit{file system} (regole di compatibilità
5727 per il cambio di \acr{uid} nn.~1 e 2 del
5728 precedente elenco).\\
5729 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
5730 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
5731 se ha \acr{uid} nullo o il programma ha
5732 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
5733 all'amministratore (regola di compatibilità
5734 per l'esecuzione di programmi senza
5735 \textit{capabilities}).\\
5738 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
5739 \textit{securebits}.}
5740 \label{tab:securebits_values}
5743 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
5744 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
5745 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
5746 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
5747 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
5748 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
5749 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
5750 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
5751 \const{SECURE\_NOROOT}.
5753 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
5754 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
5755 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
5756 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
5757 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
5758 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
5759 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
5760 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
5761 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
5763 \itindend{securebits}
5765 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
5766 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
5767 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
5768 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
5769 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
5770 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
5771 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
5772 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
5773 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
5775 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
5776 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
5778 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
5779 % http://lwn.net/Articles/280279/
5780 % http://lwn.net/Articles/256519/
5781 % http://lwn.net/Articles/211883/
5784 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
5785 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
5786 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
5787 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
5788 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
5789 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
5790 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
5791 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
5792 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
5793 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
5794 che è opportuno dettagliare maggiormente.
5796 \begin{table}[!h!btp]
5799 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
5801 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
5805 % POSIX-draft defined capabilities.
5807 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
5808 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
5809 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
5810 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
5811 % TODO verificare questa roba dell'auditing
5812 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
5813 proprietario di un file (vedi
5814 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
5815 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
5816 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
5817 file,\footnotemark (vedi
5818 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5819 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
5820 permessi di lettura ed esecuzione per
5822 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5823 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
5824 proprietà di un file per tutte
5825 le operazioni privilegiate non coperte dalle
5826 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
5827 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
5828 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
5829 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
5830 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
5831 per i quali sono impostati viene modificato da
5832 un processo senza questa capacità e la capacità
5833 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
5834 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
5836 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
5837 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
5838 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
5839 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
5840 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
5842 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
5843 processi, sia il principale che i supplementari,
5844 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
5845 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
5846 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5847 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
5848 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
5849 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
5850 delle credenziali coi socket \textit{unix
5851 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5853 % Linux specific capabilities
5856 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
5857 locking} \itindex{memory~locking} con le
5858 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
5859 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
5860 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
5861 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
5862 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
5863 per le operazioni sugli oggetti di
5864 intercomunicazione fra processi (vedi
5865 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
5866 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
5867 \itindex{file~lease} (vedi
5868 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
5869 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
5871 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
5872 attributi \textit{immutable} e
5873 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
5875 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
5876 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
5877 con \func{mknod} (vedi
5878 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
5879 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
5880 privilegiate sulla rete.\\
5881 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
5882 su porte riservate (vedi
5883 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
5884 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
5885 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
5886 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
5887 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
5888 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
5889 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
5890 \textit{capabilities}.\\
5891 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
5893 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
5894 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
5895 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
5896 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
5897 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
5898 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5899 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
5900 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5901 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
5903 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
5904 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
5905 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
5906 \textit{accounting} dei processi (vedi
5907 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
5908 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
5910 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
5911 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
5912 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
5913 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
5914 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
5916 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
5917 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
5918 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
5919 della console, con la funzione
5921 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
5922 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
5923 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
5924 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
5925 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
5926 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
5927 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
5928 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
5931 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
5933 \label{tab:proc_capabilities}
5936 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
5937 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
5938 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
5941 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
5942 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
5943 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
5944 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
5945 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
5946 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
5947 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
5948 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
5949 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
5950 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
5953 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
5954 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
5955 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
5956 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
5957 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
5958 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
5959 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
5960 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
5961 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
5962 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
5964 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
5965 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
5966 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
5967 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\acr{uid} effettivo del
5968 processo (o meglio l'\acr{uid} di filesystem, vedi
5969 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
5970 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
5971 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
5972 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
5973 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
5974 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
5975 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
5976 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
5977 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
5979 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
5980 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
5981 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
5982 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
5983 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
5984 tabella di instradamento.
5986 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
5987 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
5988 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
5989 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
5990 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
5991 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
5992 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
5993 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \acr{uid} arbitrario
5994 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
5995 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
5996 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
5997 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
5998 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
5999 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6000 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6001 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6002 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6003 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6005 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6006 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6007 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6008 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6009 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6010 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6011 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6012 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6013 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6014 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6016 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6017 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6018 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6019 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6020 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6021 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6022 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6023 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6025 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6026 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6027 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6028 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6029 loro rispettivi prototipi sono:
6031 \headdecl{sys/capability.h}
6033 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6034 Legge le \textit{capabilities}.
6036 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6038 Imposta le \textit{capabilities}.
6041 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6042 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6044 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6045 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6046 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6047 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6048 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6049 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6050 \const{CAP\_SETPCAP}.
6052 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6056 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6057 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6058 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6059 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6060 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6061 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6062 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6063 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6065 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6066 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6067 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6068 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6069 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6070 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6071 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6072 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6073 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6075 \begin{figure}[!htb]
6078 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6079 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6082 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6083 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6084 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6085 \label{fig:cap_kernel_struct}
6088 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6089 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6090 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6091 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6092 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6093 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6094 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6095 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6096 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6097 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6098 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6099 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6100 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6101 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6102 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6103 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6104 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6105 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6106 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6107 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6108 puntatore ad una singola struttura.}
6110 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6111 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6112 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6113 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6114 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6115 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6116 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6117 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6118 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6120 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6121 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6122 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6123 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6124 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6125 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6126 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6127 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6128 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6129 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6130 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6133 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6134 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6135 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6137 \headdecl{sys/capability.h}
6139 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6140 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6142 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6143 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6144 valore \errval{ENOMEM}.
6148 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6149 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6150 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6151 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6152 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6153 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6154 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6157 \headdecl{sys/capability.h}
6159 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6160 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6162 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6163 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6167 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6168 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6169 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6170 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6171 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6172 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6173 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6174 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6175 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6177 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6178 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6180 \headdecl{sys/capability.h}
6182 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6183 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6185 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6186 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6187 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6191 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6192 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6193 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6194 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6195 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6196 potranno essere modificati in maniera completamente
6197 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6198 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6200 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6201 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6202 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6204 \headdecl{sys/capability.h}
6206 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6207 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6208 \textit{capabilities}.
6210 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6211 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6215 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6216 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6217 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6218 creazione con \func{cap\_init}.
6223 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6225 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6228 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6229 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6230 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6233 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6234 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6235 \label{tab:cap_set_identifier}
6238 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6239 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6240 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6243 \headdecl{sys/capability.h}
6245 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6247 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6248 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6250 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6251 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6254 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6255 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6256 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6257 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6258 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6259 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6261 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6262 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6265 \headdecl{sys/capability.h}
6266 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6268 Confronta due \textit{capability state}.
6270 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6271 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6274 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6275 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6276 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6277 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6278 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6279 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6281 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6282 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6285 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6286 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6287 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6288 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6289 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6291 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6292 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6293 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6294 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6295 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6297 \headdecl{sys/capability.h}
6299 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6300 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6301 Legge il valore di una \textit{capability}.
6303 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6304 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6305 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6307 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6308 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6312 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6313 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6314 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6315 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6317 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6318 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6319 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6320 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6321 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6322 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6323 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6324 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6325 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6327 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6328 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6329 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6330 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6335 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6337 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6340 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6341 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6344 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6345 indica lo stato di una capacità.}
6346 \label{tab:cap_value_type}
6349 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6350 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6351 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6352 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6353 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6354 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6355 lo stato di una capacità alla volta.
6357 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6358 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6359 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6360 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6361 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6362 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6363 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6364 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6366 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6367 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6368 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6369 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6370 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6371 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6373 \headdecl{sys/capability.h}
6375 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6377 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6379 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6380 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6381 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6386 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6387 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6388 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6389 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6390 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6391 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6393 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6394 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6395 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6396 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6397 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6398 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6400 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6401 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6402 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6403 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6404 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6405 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6406 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6407 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6408 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6410 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6411 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6412 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6413 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6414 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6415 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6416 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6417 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6419 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6420 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6421 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6422 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6423 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6424 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6425 doverlo scrivere esplicitamente.
6427 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6428 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6429 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6430 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6431 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6432 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6433 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6434 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6435 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6436 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6437 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6438 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6441 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6442 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6445 \headdecl{sys/capability.h}
6447 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6449 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6451 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6452 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6453 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6456 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6457 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6458 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6459 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6460 con \func{cap\_free}.
6462 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6463 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6464 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6465 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6466 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6468 \headdecl{sys/capability.h}
6470 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6471 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6472 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6473 testuale e viceversa.
6475 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6476 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6477 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6478 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6482 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6483 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6484 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6485 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6486 stringa \param{name}.
6488 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6489 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6490 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6491 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6492 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6493 processo corrente, il suo prototipo è:
6495 \headdecl{sys/capability.h}
6497 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6498 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6500 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6501 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6502 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6505 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6506 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6507 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6508 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6509 non sarà più utilizzato.
6511 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6512 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6513 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6514 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6515 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6516 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6518 \headdecl{sys/capability.h}
6520 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6521 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6523 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6524 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6525 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6528 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6530 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6531 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6532 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6533 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6534 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6535 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6536 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6537 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6541 CapInh: 0000000000000000
6542 CapPrm: 00000000fffffeff
6543 CapEff: 00000000fffffeff
6547 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6548 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6549 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6552 \headdecl{sys/capability.h}
6554 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6555 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6557 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6558 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6559 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6563 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6564 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6565 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6566 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6567 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6568 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6569 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6570 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6571 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6572 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6574 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6575 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6576 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6577 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6578 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6579 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6580 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6582 \begin{figure}[!htbp]
6583 \footnotesize \centering
6584 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6585 \includecodesample{listati/getcap.c}
6588 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6589 \label{fig:proc_getcap}
6592 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6593 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6594 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6595 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6596 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6597 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6598 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6599 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6600 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6603 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6604 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6605 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6606 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6609 \itindend{capabilities}
6611 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6612 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6616 \subsection{La funzione \func{chroot}}
6617 \label{sec:file_chroot}
6619 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6620 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6622 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6623 % e le funzionalità di isolamento dei container
6625 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6626 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6627 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6630 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6631 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6632 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6633 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6634 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6635 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6636 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6637 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6638 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6639 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6640 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6641 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6642 cambiando questa directory, così come si fa coi
6643 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6646 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6647 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6648 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6649 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6650 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6652 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6653 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
6654 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
6655 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
6656 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
6659 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
6660 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
6662 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero.
6664 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6665 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6666 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
6668 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
6669 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
6670 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
6671 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
6672 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
6673 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
6674 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6675 \textsl{imprigionato}.
6677 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
6678 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
6679 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
6680 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
6683 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
6684 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
6685 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
6686 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
6687 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
6688 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
6689 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
6692 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
6693 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
6694 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
6695 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
6696 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
6697 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
6699 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
6700 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
6701 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6702 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
6703 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
6704 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6709 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
6710 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
6712 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6713 % parte diversa se è il caso.
6715 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6716 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6717 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6718 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6719 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6720 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6721 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6722 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6723 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6724 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6725 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6726 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6727 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6728 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6729 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6730 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6731 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
6732 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6733 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6734 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6735 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6736 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6737 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6738 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6739 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6740 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6741 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6742 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6743 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6744 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6745 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6746 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6747 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6748 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6749 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6750 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6751 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6752 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6753 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6754 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6755 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6756 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6757 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6758 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6759 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6760 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6761 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6762 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6763 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6764 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6765 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6766 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6767 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6768 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6769 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6770 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6771 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6772 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace
6773 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6774 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6775 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS
6777 %%% Local Variables:
6779 %%% TeX-master: "gapil"