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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 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
103 \itindbeg{pathname!resolution}
105 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
106 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
107 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
108 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
109 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
110 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
111 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
112 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
113 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
114 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
115 directory in cui il filesystem è stato montato.
117 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
119 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
120 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
121 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
122 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
123 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
124 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
125 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
126 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
128 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
129 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
130 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
131 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
132 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
133 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
134 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
135 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
136 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
137 questo punto verrà inserita nella cache.
139 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
140 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
141 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
142 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
143 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
144 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
145 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 \itindend{pathname!resolution}
151 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
152 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
153 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
154 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
155 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
156 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
157 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
158 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
159 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
161 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
162 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
163 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
164 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
165 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
166 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
167 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
168 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
170 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
171 definizione si è riportato un estratto in
172 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
173 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
174 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
175 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
176 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
177 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
180 \footnotesize \centering
181 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
182 \includestruct{listati/inode.h}
185 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
186 \texttt{include/linux/fs.h}).}
187 \label{fig:kstruct_inode}
190 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
191 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
192 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
193 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
194 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
195 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
196 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
197 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
198 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
199 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
201 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
202 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
203 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
204 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
205 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
210 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
212 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
215 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
217 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
219 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
221 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
223 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
227 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
229 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
230 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
231 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
234 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
235 \kstruct{inode\_operation}.}
236 \label{tab:file_inode_operations}
239 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
240 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
241 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
242 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
243 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
244 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
247 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
248 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
249 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
250 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
251 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
252 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
255 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
256 funzione \texttt{open} che invece è citata in
257 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
258 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
259 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
260 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
261 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
262 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
263 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
265 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
266 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
267 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
268 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
269 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
271 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
272 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
273 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
274 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
275 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
276 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
281 \footnotesize \centering
282 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
283 \includestruct{listati/file.h}
286 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
287 \texttt{include/linux/fs.h}).}
288 \label{fig:kstruct_file}
291 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
292 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
293 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
294 \struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
295 per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
296 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
297 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
302 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
304 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
307 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
308 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
309 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
311 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
312 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
313 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
314 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
315 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
317 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
319 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
320 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
321 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
323 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
325 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
326 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
329 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
330 \label{tab:file_file_operations}
333 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
334 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
335 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
336 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
337 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
338 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
339 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
340 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
342 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
343 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
344 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
345 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
346 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
347 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
348 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
349 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
350 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
353 \itindend{Virtual~File~System}
355 % NOTE: documentazione interessante:
356 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
357 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
358 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
362 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
363 \label{sec:file_filesystem}
365 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
366 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
367 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
368 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
369 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
370 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
371 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
372 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
374 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
375 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
376 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
377 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
378 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
379 replicato il cosiddetto \itindex{superblock} \textit{superblock}, (la
380 struttura che contiene l'indice iniziale del filesystem e che consente di
381 accedere a tutti i dati sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei
382 dati e delle informazioni per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di
383 \acr{ext2} e derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
387 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
388 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
389 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
390 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
391 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
392 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
393 per i dati in essi contenuti.
397 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
398 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
400 \label{fig:file_disk_filesys}
403 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
404 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
405 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
406 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \itindex{superblock}
407 \textit{superblock} e tutti i dati di gestione possiamo esemplificare la
408 situazione con uno schema come quello esposto in
409 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
413 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
414 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
415 \label{fig:file_filesys_detail}
418 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
419 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
420 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
421 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
422 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
423 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
424 opportuno tenere sempre presente che:
429 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
430 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
431 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
432 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
433 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
434 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
435 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
436 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
437 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
438 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
439 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
440 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
442 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
443 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
444 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
445 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
446 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
447 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
448 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
449 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
450 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
451 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
452 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
453 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
455 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
456 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
457 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
458 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
459 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
460 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
461 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
463 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
464 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
465 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
466 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
467 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
468 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
469 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
471 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
472 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
473 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
474 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
475 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
476 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
477 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
478 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
479 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
480 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
486 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
487 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
488 \label{fig:file_dirs_link}
491 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
492 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
493 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
494 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
495 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
497 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
498 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
499 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
500 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
501 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
502 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
503 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
504 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
505 \textit{link count} della directory genitrice.
510 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
511 \label{sec:file_ext2}
514 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
515 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
516 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
517 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
518 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
519 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
520 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
521 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
522 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
523 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
524 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
525 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
527 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
528 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
529 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
530 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
531 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
532 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
533 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
535 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
536 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
539 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
540 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
541 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
542 ereditano i suoi attributi.
543 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
544 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
545 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
546 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
547 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
548 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
549 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
550 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
551 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
552 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
553 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
554 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
555 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
556 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
557 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
558 limite è 60 caratteri).
559 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
560 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
561 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
562 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
566 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
567 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
568 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
569 in gruppi di blocchi.
571 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
572 filesystem (i \itindex{superblock} \textit{superblock} sono quindi ridondati)
573 per una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione
574 del \itindex{superblock} \textit{superblock} principale. L'utilizzo di
575 raggruppamenti di blocchi ha inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni
576 dato che viene ridotta la distanza fra i dati e la tabella degli
577 \itindex{inode} inode.
581 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
582 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
583 \label{fig:file_ext2_dirs}
586 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
587 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
588 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
589 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
590 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
591 caratteri) senza sprecare spazio disco.
593 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
594 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
595 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
596 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
597 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
598 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
599 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
600 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
601 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
602 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
603 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
604 della scrittura dei dati sul disco.
606 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
607 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
608 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
609 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
610 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
611 contenenti un gran numero di file.
613 % TODO (bassa priorità) portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le
614 % problematiche che si possono incontrare (in particolare quelle relative alla
615 % perdita di contenuti in caso di crash del sistema)
616 % TODO (media priorità) trattare btrfs quando sarà usato come stabile
619 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
620 \label{sec:sys_file_config}
622 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
623 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
624 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
625 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
626 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
627 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
631 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
633 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
634 \fdesc{Monta un filesystem.}
637 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
638 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
640 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
641 componenti del \textit{pathname}, o si è cercato di montare un filesystem
642 disponibile in sola lettura senza aver specificato \const{MS\_RDONLY} o il
643 device \param{source} è su un filesystem montato con l'opzione
645 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
646 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
647 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
649 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
650 \itindex{superblock} \textit{superblock} non valido, o si è cercato di
651 rimontare un filesystem non ancora montato, o di montarlo senza
652 che \param{target} sia un \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di
653 spostarlo quando \param{target} non è un \itindex{mount~point}
654 \textit{mount point} o è la radice.
655 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
656 \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
657 incontrati troppi link simbolici nella risoluzione di un nome.
658 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
659 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
661 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
662 configurato nel kernel.
663 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
664 \param{source} quando era richiesto.
665 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
666 dispositivo \param{source} è sbagliato.
667 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
669 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
670 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
673 La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
674 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
675 di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
676 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
677 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
678 indicati con la stringa contenente il loro \textit{pathname}.
680 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
681 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
682 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
683 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
684 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
685 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
686 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
687 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
688 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
689 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
690 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
692 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
693 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
694 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
695 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
696 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
697 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
699 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
700 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
701 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
702 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
703 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
704 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
705 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
706 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
708 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
709 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
710 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
711 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
712 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesystem se un
713 \textit{mount point} era già in uso.
715 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
716 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
717 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
718 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
719 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
720 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
721 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
723 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
724 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
725 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
726 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
727 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
728 modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
729 diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
731 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
732 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
733 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
734 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
735 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
736 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
737 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
738 solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
739 sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
740 presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
741 ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
742 e i vari bit devono essere impostati con un OR aritmetico dei rispettivi flag,
743 identificati dalle costanti riportate nell'elenco seguente:
745 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
746 \itindbeg{bind~mount}
747 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
748 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
749 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
750 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
751 stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
752 dispositivo) e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
753 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
754 e \param{data} vengono ignorati.
756 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \textit{pathname}
757 indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode} di \param{source},
758 così che la porzione di albero dei file presente sotto
759 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
760 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
761 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
762 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
765 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
766 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
767 caso si inserisce in corrispondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
768 un diverso \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della
769 radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una
770 directory già montata.
772 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
773 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
774 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
775 porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
776 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
777 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
778 il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
779 sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
780 originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
781 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
782 \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
783 potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
784 \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
785 potrebbe tornare indietro.}
787 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
788 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
789 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
790 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
791 \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
792 \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
794 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
795 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
796 sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
797 fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
798 presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
799 directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
800 una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
801 sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
802 un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
803 sez.~\ref{sec:file_chroot}.
804 \itindend{bind~mount}
806 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
807 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
808 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
809 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
810 impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
811 con il comando \cmd{lsattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
812 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
814 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
815 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
816 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
817 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
818 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
820 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
821 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
822 del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
823 comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
824 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
826 \item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
827 \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
828 \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
829 nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
830 nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
833 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
834 sotto \param{source} sarà immediatamente visibile sotto \param{target}. Non
835 esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
836 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
837 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} relativi all'interno del
838 filesystem non possa fallire.
840 \item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
841 degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
842 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
843 è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
844 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
845 disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
846 della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
847 completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
848 l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
849 sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
850 soluzioni più appropriate e meno radicali.
852 \item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
853 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
854 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
855 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
856 che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
857 \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
858 mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
860 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
861 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
862 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
863 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
864 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
865 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
866 accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
868 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
869 l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
870 sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
871 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
872 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
873 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
875 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
876 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
877 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
878 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
880 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
881 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
882 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
883 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
884 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
885 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
886 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
887 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
888 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
889 dall'amministratore.}
891 \item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
892 dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
893 (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
894 esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
895 inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
896 essere file dotati di questi permessi.
898 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
899 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
900 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
901 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
902 eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
903 dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
904 per conto di quest'ultimo.
906 \item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
907 come privato. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
908 \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
909 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
910 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
911 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
912 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
913 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
915 Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
916 dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
917 \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
918 \itindex{mount~point} \textit{mount point} di tipo \textit{private} si
919 comporta come descritto nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo
920 flag principalmente per revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare
921 il comportamento a quello ordinario.
923 \item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
924 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
925 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
926 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
927 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
930 \item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \itindex{mount~point}
931 \textit{mount point} presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato
932 gli effetti della opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
933 subtree} associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
934 riferimento ad un \itindex{mount~point} \textit{mount point} e tutti gli
935 altri argomenti sono ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad
936 una fra \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
937 \const{MS\_UNBINDABLE}.
939 \item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
940 \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
941 antecedente il valore corrente del \textit{modification time} o del
942 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
943 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
944 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
945 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
946 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
947 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
948 vecchio di un giorno.
950 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
951 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
952 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
953 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
954 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
955 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
956 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
957 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
958 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
960 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
961 cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
962 possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
963 argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
964 il montaggio originale, mentre \param{data} che \param{mountflags}
965 conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
967 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
968 essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
969 solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
970 \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
971 del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
972 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
973 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
975 \item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
976 come \textit{shared mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
977 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
978 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
979 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
980 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
981 \param{target} dovrà fare riferimento al \itindex{mount~point} \textit{mount
982 point} che si intende marcare, e tutti gli altri argomenti verranno
985 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
986 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
987 \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale e fra di loro
988 ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che avviene su una
989 directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni di montaggio e
990 smontaggio cioè vengono ``\textsl{propagate}'' a tutti i \textit{mount
991 point} della stessa condivisione, e la sezione di albero di file vista al
992 di sotto di ciascuno di essi sarà sempre identica.
994 \item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
995 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
996 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
997 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
998 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
1000 \item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1001 come \textit{slave mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
1002 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
1003 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
1004 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
1005 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1006 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1007 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1009 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
1010 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
1011 \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
1012 montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
1013 \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
1014 questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
1015 originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
1016 essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
1017 propagati né negli altri né nel \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1020 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1021 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1022 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1023 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1024 \const{MS\_RELATIME}.
1026 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1027 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1028 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1029 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
1031 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1032 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1033 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1034 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1035 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1036 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1038 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount
1039 point} come \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove
1040 opzioni (insieme a \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e
1041 \const{MS\_SLAVE}) facenti parte dell'infrastruttura degli
1042 \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree} introdotta a partire dal
1043 kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei \itindex{bind~mount}
1044 \textit{bind mount}. In questo caso
1045 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1046 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1048 Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilità la capacità di
1049 eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. Si comporta cioè come
1050 allo stesso modo di un \itindex{mount~point} \textit{mount point} ordinario
1051 di tipo \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua
1052 sottodirectory (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere
1053 utilizzata per un come sorgente di un \itindex{bind~mount} \textit{bind
1058 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1059 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1060 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1061 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1063 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1071 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1072 ``\textsl{smontarlo}'' usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
1076 \fdecl{umount(const char *target)}
1077 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1079 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1080 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1082 \item[\errcode{EBUSY}] il filesystem è occupato.
1083 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \textit{mount point}.
1084 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di
1085 amministratore.\footnotemark
1087 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1088 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} nel loro significato generico. }
1091 \footnotetext{più precisamente la \itindex{capabilities} capacità
1092 \texttt{CAP\_SYS\_ADMIN}.}
1094 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1095 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1096 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1097 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1098 quanto a partire dai kernel della serie 2.4.x è possibile montare lo stesso
1099 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
1100 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
1101 che è stato montato per ultimo. Si tenga presente che la funzione fallisce se
1102 il filesystem è ``\textsl{occupato}'', cioè quando ci sono ancora dei file
1103 aperti sul filesystem, se questo contiene la \index{directory~di~lavoro}
1104 directory di lavoro di un qualunque processo o il \itindex{mount~point}
1105 \textit{mount point} di un altro filesystem.
1107 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che consente un
1108 maggior controllo delle operazioni, come forzare lo smontaggio di un
1109 filesystem anche quando questo risulti occupato; il suo prototipo è:
1113 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1114 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1116 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1117 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1119 \item[\errcode{BUSY}] \param{target} è la \index{directory~di~lavoro}
1120 directory di lavoro di qualche processo, o contiene dei file aperti, o un
1122 \item[\errcode{EAGAIN}] si è chiamata la funzione con \const{MNT\_EXPIRE}
1123 ed il filesystem non era occupato.
1124 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \itindex{mount~point}
1125 \textit{mount point} o si è usato \const{MNT\_EXPIRE} con
1126 \const{MNT\_FORCE} o \const{MNT\_DETACH} o si è specificato un flag non
1129 e tutti gli altri valori visti per \func{umount} con lo stesso significato.}
1132 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria dei flag che controllano le
1133 modalità di smontaggio, che deve essere specificato con un OR aritmetico delle
1134 costanti illustrate in tab.~\ref{tab:umount2_flags}. Specificando
1135 \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem anche se è
1136 occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A seconda
1137 del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate, evitando
1138 l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio viene
1139 eseguita una sincronizzazione dei dati.
1144 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1146 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione}\\
1149 \const{MNT\_FORCE} & forza lo smontaggio del filesystem anche se questo è
1150 occupato (presente dai kernel della serie 2.2).\\
1151 \const{MNT\_DETACH} & esegue uno smontaggio ``\textsl{pigro}'', in cui si
1152 blocca l'accesso ma si aspetta che il filesystem si
1153 liberi (presente dal kernel 2.4.11 e dalla
1154 \acr{glibc} 2.11).\\
1155 \const{MNT\_EXPIRE} & se non occupato marca un \itindex{mount~point}
1156 \textit{mount point} come ``\textsl{in scadenza}'' in
1157 modo che ad una successiva chiamata senza utilizzo
1158 del filesystem questo venga smontato (presente dal
1159 kernel 2.6.8 e dalla \acr{glibc} 2.11).\\
1160 \const{UMOUNT\_NOFOLLOW}& non dereferenzia \param{target} se questo è un
1161 link simbolico (vedi sez.~\ref{sec:file_symlink})
1162 evitando problemi di sicurezza (presente dal kernel
1166 \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{flags}
1167 della funzione \func{umount2}.}
1168 \label{tab:umount2_flags}
1171 Con l'opzione \const{MNT\_DETACH} si richiede invece uno smontaggio
1172 ``\textsl{pigro}'' (o \textit{lazy umount}) in cui il filesystem diventa
1173 inaccessibile per i nuovi processi subito dopo la chiamata della funzione, ma
1174 resta accessibile per quelli che lo hanno ancora in uso e non viene smontato
1175 fintanto che resta occupato.
1177 Con \const{MNT\_EXPIRE}, che non può essere specificato insieme agli altri
1178 due, si marca il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un filesystem
1179 non occupato come ``\textsl{in scadenza}'', in tal caso \func{umount2} ritorna
1180 con un errore di \errcode{EAGAIN}, mentre in caso di filesystem occupato si
1181 sarebbe ricevuto \errcode{BUSY}. Una volta marcato, se nel frattempo non
1182 viene fatto nessun uso del filesystem, ad una successiva chiamata con
1183 \const{MNT\_EXPIRE} questo verrà smontato. Questo flag consente di realizzare
1184 un meccanismo che smonti automaticamente i filesystem che restano inutilizzato
1185 per un certo periodo di tempo.
1187 % Infine il flag \const{UMOUNT\_NOFOLLOW} impedisce l'uso di un link simbolico
1188 % per \param{target} evitando così che si possano passare ai programmi che
1189 % effettuano lo smontaggio dei filesystem per i quali è previsto la possibilità
1190 % di gestione da parte degli utenti con uno programma \acr{sgid}
1192 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
1193 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
1194 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
1195 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1199 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1200 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1201 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1203 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1204 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1206 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato
1207 non supporta la funzione.
1208 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1209 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1210 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1211 significato generico.}
1214 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1215 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato con un ; queste vengono
1216 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
1217 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
1218 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
1219 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
1220 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
1221 genere è il nome del filesystem stesso.
1223 \begin{figure}[!htb]
1224 \footnotesize \centering
1225 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1226 \includestruct{listati/statfs.h}
1229 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1230 \label{fig:sys_statfs}
1233 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1234 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
1235 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
1236 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
1237 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
1238 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
1239 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
1241 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
1242 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
1243 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
1244 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
1245 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
1246 \cite{glibc} per la documentazione completa.
1248 % TODO (bassa priorità) scrivere delle funzioni (getfsent e getmntent &C)
1249 % TODO (bassa priorità) documentare ? swapon e swapoff (man 2 ...)
1251 \section{La gestione di file e directory}
1252 \label{sec:file_dir}
1254 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
1255 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
1256 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
1257 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
1258 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
1260 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
1261 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
1262 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
1265 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1266 \label{sec:file_link}
1268 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1269 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
1270 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
1271 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1273 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
1274 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
1275 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
1278 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
1279 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
1280 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
1281 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
1282 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
1283 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
1284 suddetto \textit{inode}.
1286 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
1287 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
1288 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
1289 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1290 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
1291 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1292 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
1294 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
1295 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
1296 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
1297 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
1301 \fdecl{int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1302 \fdesc{Crea un nuovo collegamento diretto (\textit{hard link}).}
1304 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1305 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1307 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1308 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1309 \textit{mount point}.
1310 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1311 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1312 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1314 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
1315 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1316 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1317 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1318 \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS},
1319 \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC}, \errval{EIO} nel loro significato
1324 La funzione crea sul \textit{pathname} \param{newpath} un collegamento diretto
1325 al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un
1326 nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a
1327 creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e ad aumentare
1328 di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo \var{st\_nlink}
1329 della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) aggiungendo il
1330 nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così chiamato
1331 con vari nomi in diverse directory.
1333 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1334 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \textit{pathname} sono
1335 nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti
1336 diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem
1337 \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un ulteriore requisito, e
1338 cioè che non solo che i due file siano sullo stesso filesystem, ma anche che
1339 si faccia riferimento ad essi sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount
1340 point}.\footnote{si tenga presente infatti (vedi
1341 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno stesso
1342 filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1344 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1345 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1346 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1347 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1348 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
1349 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
1350 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
1351 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
1352 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
1354 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
1355 simbolici (che vedremo in sez.~\ref{sec:file_symlink}) e dei
1356 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} (già visti in
1357 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che possono fornire la stessa funzionalità
1358 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1359 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
1360 funzione \func{link} restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1362 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1363 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1364 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1365 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1366 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1367 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1368 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1369 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1370 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1371 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1372 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1373 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato
1374 rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1376 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1377 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1378 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1379 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1380 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1381 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1382 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1383 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1384 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1385 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1386 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1387 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1388 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1389 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1390 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1391 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1393 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1394 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1395 suo prototipo è il seguente:
1399 \fdecl{int unlink(const char *pathname)}
1400 \fdesc{Cancella un file.}
1402 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1403 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1405 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una
1406 directory.\footnotemark
1407 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1409 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1410 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1411 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1412 \errval{EIO} nel loro significato generico.}
1415 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1416 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1417 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1418 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1419 abbia privilegi sufficienti.}
1421 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1422 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1423 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1424 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1425 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1426 possono continuare ad utilizzarlo.
1428 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1429 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1430 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1431 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1432 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1433 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1434 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1435 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1437 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1438 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1439 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1440 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1441 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1442 tramite una singola system call.
1444 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1445 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1446 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1447 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1448 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1449 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1450 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1451 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1452 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1453 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1454 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1455 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1457 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1458 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1459 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1460 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1461 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1462 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1463 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1464 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1467 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1468 \label{sec:file_remove}
1470 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1471 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1472 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1473 funzione \funcd{remove}.
1475 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1476 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1477 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1478 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1482 \fdecl{int remove(const char *pathname)}
1483 \fdesc{Cancella un nome dal filesystem.}
1485 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1486 caso \var{errno} assumerà uno dei valori relativi alla chiamata utilizzata,
1487 pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle descrizioni di
1488 \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1491 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1492 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1493 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1494 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1495 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1496 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1499 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1500 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1501 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1502 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1507 \fdecl{int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1508 \fdesc{Rinomina un file.}
1510 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1511 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1513 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1514 \param{oldpath} non è una directory.
1515 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1517 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1519 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1520 parte di qualche processo (come \index{directory~di~lavoro} directory di
1521 lavoro o come radice) o del sistema (come \itindex{mount~point}
1522 \textit{mount point}).
1523 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1524 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1525 sotto-directory di se stessa.
1526 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \textit{pathname} non è una
1527 directory o \param{oldpath} è una directory e
1528 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1529 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1530 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1531 \errval{ENOSPC} nel loro significato generico.}
1534 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1535 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1536 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1538 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1539 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1540 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1541 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1542 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1544 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1545 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1546 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1547 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1550 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1551 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1552 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1553 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1554 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1555 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1556 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1558 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1559 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1560 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1561 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1562 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1565 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1566 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1567 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1568 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1569 riferimento allo stesso file.
1572 \subsection{I link simbolici}
1573 \label{sec:file_symlink}
1575 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1576 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1577 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1578 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1579 eseguire un link diretto ad una directory.
1581 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1582 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1583 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1584 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1585 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1586 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1587 file che non esistono ancora.
1589 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1590 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1591 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1592 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1593 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1594 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1595 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1596 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1597 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1602 \fdecl{int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1603 \fdesc{Crea un nuovo link simbolico.}
1605 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1606 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1608 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1609 supporta i link simbolici.
1610 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1611 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1612 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1613 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1615 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES},
1616 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1617 \errval{ENOSPC} e \errval{EIO} nel loro significato generico.}
1620 La funzione crea un nuovo link simbolico con \textit{pathname} \param{newpath}
1621 che fa riferimento ad \param{oldpath}. Si tenga presente che la funzione non
1622 effettua nessun controllo sull'esistenza di un file di nome \param{oldpath},
1623 ma si limita ad inserire il \textit{pathname} nel link simbolico. Pertanto un
1624 link simbolico può anche riferirsi ad un file che non esiste: in questo caso
1625 si ha quello che viene chiamato un \textit{dangling link}, letteralmente un
1626 \textsl{link ciondolante}.
1628 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1629 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1630 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1631 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1632 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1633 direttamente sul suo contenuto.
1637 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1639 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1642 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1643 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1644 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1645 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1646 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1647 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1648 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1649 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1650 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1651 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1652 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1653 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1654 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1655 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1656 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1657 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1658 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1659 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1660 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1661 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1662 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1665 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1666 \label{tab:file_symb_effect}
1669 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1670 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1672 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1673 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1674 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1675 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1676 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1678 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1679 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1680 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1681 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1682 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1683 \begin{prototype}{unistd.h}
1684 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1685 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1686 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1688 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1689 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1690 \var{errno} assumerà i valori:
1692 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1695 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1696 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1700 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1701 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1702 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1703 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1707 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1708 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1709 \label{fig:file_link_loop}
1712 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1713 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1714 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1715 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1716 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1717 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1718 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1719 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1720 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1721 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1722 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1724 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1725 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1726 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1727 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1728 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1730 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1731 un \textit{pathname} possano essere seguiti un numero limitato di link
1732 simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1733 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1734 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1736 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1737 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1738 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1741 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1743 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1744 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1745 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1746 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1749 cat: temporaneo: No such file or directory
1751 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1752 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1755 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1756 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1758 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1759 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1760 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1761 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1762 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1763 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1764 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1765 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1766 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1768 \headdecl{sys/stat.h}
1769 \headdecl{sys/types.h}
1770 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1772 Crea una nuova directory.
1774 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1775 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1777 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1779 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1780 cui si vuole inserire la nuova directory.
1781 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1782 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1783 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1784 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1785 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1787 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1788 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1790 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1791 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1795 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1796 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1797 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1798 sia come \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluto che come
1799 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} relativo.
1801 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1802 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1803 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1804 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1805 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1806 directory è impostata secondo quanto riportato in
1807 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1809 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1810 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1811 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1812 Cancella una directory.
1814 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1815 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1817 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1818 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1819 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\ids{UID} effettivo
1820 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1821 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1822 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1823 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1825 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la
1826 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro o la radice di qualche
1828 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1830 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1831 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1834 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1835 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1836 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \textit{pathname} assoluto
1839 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1840 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1841 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1842 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1843 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1844 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1845 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1846 file nella directory.
1849 \subsection{La creazione di file speciali}
1850 \label{sec:file_mknod}
1852 \index{file!di~dispositivo|(}
1854 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1855 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1856 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1857 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1858 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1859 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1861 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1862 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1863 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1864 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1867 \headdecl{sys/types.h}
1868 \headdecl{sys/stat.h}
1871 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1873 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1875 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1876 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1878 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1879 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1880 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1881 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1882 fifo, un socket o un dispositivo.
1883 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1885 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1886 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1887 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1890 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1891 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1892 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1893 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1894 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1895 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1896 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1897 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1899 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1900 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1901 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1902 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1903 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1904 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1905 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1908 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1909 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1910 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1911 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1912 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1913 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1914 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1915 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1916 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1917 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1918 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1919 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1920 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1921 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1923 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1924 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1925 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1926 semantica BSD per il filesystem (si veda
1927 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1928 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1930 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1931 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1932 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1933 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1934 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1935 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1936 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1937 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1938 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1939 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1942 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1943 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1944 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1945 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1946 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1947 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1948 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1949 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1950 sorgenti del kernel.
1952 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1953 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1954 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1955 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1956 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1957 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1958 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1959 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1960 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1962 Le macro sono definite nel file \headfile{sys/sysmacros.h}, che viene
1963 automaticamente incluso quando si include \headfile{sys/types.h}; si possono
1964 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1965 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1966 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1968 \headdecl{sys/types.h}
1969 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1970 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1973 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1974 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1977 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1978 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1979 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1981 \headdecl{sys/types.h}
1982 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1984 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1985 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1988 \index{file!di~dispositivo|)}
1990 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1991 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1992 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1994 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1996 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
2000 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2001 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
2002 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
2003 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
2006 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
2007 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
2008 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
2009 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
2013 \subsection{Accesso alle directory}
2014 \label{sec:file_dir_read}
2016 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
2017 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
2018 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
2019 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
2020 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
2021 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
2022 funzioni di scrittura.
2024 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
2025 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
2026 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
2027 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
2028 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
2029 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
2030 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
2031 funzione per la lettura delle directory.
2033 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
2034 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
2035 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
2036 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
2037 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
2038 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
2039 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
2041 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2043 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
2045 Apre un \textit{directory stream}.
2047 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2048 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2049 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2050 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
2053 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
2054 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
2055 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
2056 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
2057 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
2060 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
2061 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
2062 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
2063 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
2064 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
2066 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2067 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2068 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2069 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2070 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2071 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2072 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2073 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2074 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2075 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2077 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2079 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
2081 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
2083 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
2084 caso di successo e -1 in caso di errore.}
2087 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2088 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2089 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2090 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2091 spostare su di essa la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2092 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2094 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2095 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2096 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2097 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2098 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2099 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2100 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2101 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2102 700} .} il cui prototipo è:
2104 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2106 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
2108 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
2110 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2111 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2112 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
2115 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2116 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2117 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2118 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2119 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2120 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2122 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2123 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2124 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
2125 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
2126 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
2127 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
2128 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
2130 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2131 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2132 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
2134 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2136 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2138 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2140 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
2141 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
2142 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
2143 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
2144 raggiunge la fine dello stream.}
2147 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2148 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2149 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2150 esaurite tutte le voci in essa presenti.
2152 \begin{figure}[!htb]
2153 \footnotesize \centering
2154 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2155 \includestruct{listati/dirent.c}
2158 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2160 \label{fig:file_dirent_struct}
2163 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
2164 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
2165 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
2166 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
2167 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
2168 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
2169 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
2170 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
2173 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
2174 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
2175 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2176 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2177 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2178 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
2181 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2183 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
2184 struct dirent **result)}
2186 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2188 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2189 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
2192 La funzione restituisce in \param{result} (come
2193 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
2194 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
2195 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
2196 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
2198 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2199 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
2200 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
2201 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
2202 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
2203 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
2204 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
2205 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
2206 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
2207 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
2208 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
2211 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
2212 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
2213 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
2214 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2215 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2216 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2221 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2223 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2226 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2227 \const{DT\_REG} & File normale.\\
2228 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
2229 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
2230 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
2231 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
2232 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2233 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2236 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2237 della struttura \struct{dirent}.}
2238 \label{tab:file_dtype_macro}
2241 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2242 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
2243 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
2244 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
2245 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
2246 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
2247 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
2248 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
2249 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
2250 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
2251 \const{DT\_UNKNOWN}.}
2253 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2254 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
2255 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2257 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
2258 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
2260 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
2261 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
2264 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2265 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2266 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2267 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
2268 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2269 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2270 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2271 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2272 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2273 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2274 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
2277 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2278 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
2279 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
2280 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
2281 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
2282 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
2283 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
2284 conformità a POSIX.1-2001.}
2285 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
2286 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
2288 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
2289 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
2290 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2291 valore errato per \param{dir}.}
2294 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
2295 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
2296 iniziale; il suo prototipo è:
2298 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2300 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2302 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
2305 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2306 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2307 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2309 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2311 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
2313 Chiude un \textit{directory stream}.
2315 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
2316 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
2319 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2320 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2321 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2322 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2323 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2324 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2325 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
2326 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
2327 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2329 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
2331 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
2332 trovate, e -1 altrimenti.}
2335 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2336 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2337 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
2338 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
2339 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
2341 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2342 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2343 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2344 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2345 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2346 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
2347 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2349 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
2350 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2351 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
2352 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2353 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2354 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2355 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2356 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2357 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2358 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2359 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2360 si deve passare il suo indirizzo.}
2362 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2363 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2364 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2368 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2370 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2372 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2374 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2375 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2376 maggiore del secondo.}
2379 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2380 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2381 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2382 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2383 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2384 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2385 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2386 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2387 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2388 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2389 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2390 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2392 \begin{figure}[!htbp]
2393 \footnotesize \centering
2394 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2395 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2397 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2399 \label{fig:file_my_ls}
2402 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2403 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2404 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2405 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2406 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2409 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2410 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2411 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2412 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2414 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2415 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2416 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2417 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2418 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2420 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2421 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2422 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2423 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2424 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2426 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2427 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2428 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2429 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2431 \begin{figure}[!htbp]
2432 \footnotesize \centering
2433 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2434 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2436 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2437 file \file{DirScan.c}.}
2438 \label{fig:file_dirscan}
2441 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2442 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2443 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2444 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2445 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2448 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare
2449 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2450 sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni \func{dirfd} e
2451 \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir} su
2452 \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
2453 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
2454 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
2455 \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
2456 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
2457 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
2458 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
2461 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2462 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2463 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2464 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2465 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2466 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2467 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2468 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2469 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2470 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2471 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2472 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2473 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2474 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2475 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2476 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2479 \subsection{La directory di lavoro}
2480 \label{sec:file_work_dir}
2482 \index{directory~di~lavoro|(}
2484 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2485 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2486 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2487 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2488 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2489 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2490 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2491 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2492 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2494 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2495 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2496 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2497 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2498 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2499 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2500 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2502 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2503 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2504 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2505 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2506 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2507 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2509 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2510 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2512 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2513 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2514 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2516 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2518 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2519 lunghezza del \textit{pathname}.
2520 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2521 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2523 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2527 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2528 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2529 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2530 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2531 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2532 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2535 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2536 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2537 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2538 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2539 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2540 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2541 volta cessato il suo utilizzo.
2543 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2544 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2545 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2546 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2547 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2548 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2549 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2550 principale per cui questa funzione è deprecata.
2552 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2553 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2554 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2555 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2558 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2559 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2560 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2561 della variabile di ambiente \envvar{PWD}, che essendo costruita dalla shell
2562 può contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link
2563 simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato
2564 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
2565 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
2567 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2568 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2569 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2570 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2571 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2573 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2574 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2576 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2577 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2580 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2581 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2583 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2584 quale si hanno i permessi di accesso.
2586 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2587 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2588 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2589 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2590 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2593 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2594 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2597 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2598 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2599 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2600 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2601 specificata da \param{fd}.
2603 \index{directory~di~lavoro|)}
2606 \subsection{I file temporanei}
2607 \label{sec:file_temp_file}
2609 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2610 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2611 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2612 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2613 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2614 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2615 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2617 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2618 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2619 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2620 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2621 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2622 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2623 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2625 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2626 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2629 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2630 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2631 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2632 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2633 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2634 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2635 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2636 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2637 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2638 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2639 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2640 \headfile{stdio.h}.}
2642 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2643 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2644 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2645 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2646 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2647 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2649 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2650 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2651 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2654 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2655 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2656 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2657 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2658 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2659 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2661 \item La variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2662 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2663 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2664 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2665 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2666 \item la directory \file{/tmp}.
2669 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2670 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2671 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2672 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2673 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2674 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2675 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2678 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2679 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2680 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2681 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2682 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2684 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2685 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2686 caso \var{errno} assumerà i valori:
2688 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2689 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2691 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2692 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2695 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2696 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2697 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2698 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2699 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2700 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2701 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2703 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2704 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2705 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2706 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2707 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2709 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2710 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2712 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2713 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2716 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2720 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2721 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2722 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2723 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2724 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2725 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2726 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2727 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2728 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2731 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2732 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2734 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2735 Genera un file temporaneo.
2737 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2738 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2740 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2741 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2742 contenuto di \param{template} è indefinito.
2746 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2747 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2748 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2749 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2750 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2751 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2752 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2753 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2754 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2755 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2756 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2757 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2758 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2759 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2760 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2761 Genera un file temporaneo.
2763 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2764 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2766 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2767 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2768 nell'apertura del file.
2771 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2772 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2773 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2774 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2775 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2776 Genera una directory temporanea.
2778 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2779 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2782 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2784 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2787 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2788 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2789 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2790 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2791 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2794 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2795 \label{sec:file_infos}
2797 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2798 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2799 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2800 nell'\textit{inode}.
2802 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2803 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2804 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2805 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2806 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2807 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2810 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2811 \label{sec:file_stat}
2813 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2814 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2815 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2816 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2818 \headdecl{sys/types.h}
2819 \headdecl{sys/stat.h}
2822 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2823 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2824 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2825 Legge le informazioni di un file.
2827 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2828 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2829 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2830 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2833 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui
2834 \textit{pathname} è specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e
2835 le inserisce nel buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione
2836 \func{lstat} è identica a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un
2837 link simbolico vengono lette le informazioni relative ad esso e non al file a
2838 cui fa riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file
2839 già aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2841 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2842 \headfile{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2843 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2844 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2845 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2846 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2847 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2849 \begin{figure}[!htb]
2852 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2853 \includestruct{listati/stat.h}
2856 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2858 \label{fig:file_stat_struct}
2861 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2862 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2863 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h}).
2865 \subsection{I tipi di file}
2866 \label{sec:file_types}
2868 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2869 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2870 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2871 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2872 una struttura \struct{stat}.
2874 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2875 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2876 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2877 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2878 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2879 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2883 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2885 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2888 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2889 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2890 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2891 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2892 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2893 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2894 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2897 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2898 \label{tab:file_type_macro}
2901 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2902 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2903 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2904 \headfile{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2905 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2907 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2908 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2909 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2910 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2911 un'opportuna combinazione.
2916 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2918 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2921 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2922 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2923 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2924 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2925 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2926 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2927 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2928 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2930 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2931 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2932 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2934 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2935 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2936 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2937 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2939 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2940 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2941 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2942 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2944 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2945 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2946 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2947 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2950 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2951 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2952 \label{tab:file_mode_flags}
2955 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2956 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2958 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2959 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2960 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2963 \subsection{Le dimensioni dei file}
2964 \label{sec:file_file_size}
2966 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2967 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2968 simbolico la dimensione è quella del \textit{pathname} che il link stesso
2969 contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2971 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2972 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2973 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2974 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2975 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2977 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2978 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2979 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2980 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2981 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2982 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2983 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2985 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2986 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2987 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2988 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2989 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2990 risultato di \cmd{ls}.
2992 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2993 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2994 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2995 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2997 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2998 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2999 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
3000 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
3004 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
3006 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
3008 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
3010 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
3011 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
3012 \func{ftruncate} si hanno i valori:
3014 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3015 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
3016 file o non è aperto in scrittura.
3018 per \func{truncate} si hanno:
3020 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
3021 permesso di esecuzione una delle directory del \textit{pathname}.
3022 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
3024 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3025 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
3028 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
3029 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
3030 fatto che il file viene indicato con il \textit{pathname} \param{file\_name}
3031 per \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate};
3032 se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
3035 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
3036 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
3037 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
3038 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
3039 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
3040 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
3041 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
3043 \subsection{I tempi dei file}
3044 \label{sec:file_file_times}
3046 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
3047 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
3048 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
3049 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
3050 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
3051 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
3052 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
3053 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
3054 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3059 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3061 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3062 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3065 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3066 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3067 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3068 \func{write}, \func{utime} & default\\
3069 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3070 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3073 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3074 \label{tab:file_file_times}
3077 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3078 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
3079 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
3080 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
3081 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
3082 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
3083 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
3084 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
3085 l'utilizzo di questo secondo tempo.
3087 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3088 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
3089 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
3090 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
3091 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
3092 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
3093 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3094 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
3095 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
3096 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
3097 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
3098 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
3099 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
3101 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3102 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3103 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3104 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3105 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3106 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3107 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3109 % TODO aggiustare per il contenuto duplicato con le analoghe MS_*
3111 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
3112 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
3113 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
3114 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
3115 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
3116 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
3117 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
3118 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
3119 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
3120 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
3121 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
3122 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
3123 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
3124 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
3129 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3131 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3132 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3133 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3134 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3135 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3136 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3139 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
3140 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3141 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3142 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3143 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3144 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3145 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3146 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3149 \func{chmod}, \func{fchmod}
3150 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3151 \func{chown}, \func{fchown}
3152 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3154 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3155 con \const{O\_CREATE} \\
3157 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3158 con \const{O\_TRUNC} \\
3160 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3162 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3164 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3166 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3168 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3170 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3171 con \const{O\_CREATE} \\
3173 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3174 con \const{O\_TRUNC} \\
3176 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3178 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3180 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3181 se esegue \func{unlink}\\
3183 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3184 se esegue \func{rmdir}\\
3186 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3187 per entrambi gli argomenti\\
3189 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3190 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3191 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3193 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3195 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3197 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3200 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3201 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
3202 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3203 \label{tab:file_times_effects}
3207 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3208 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3209 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3210 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3211 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
3212 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
3213 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
3216 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3217 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3218 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
3219 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
3220 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
3221 tempi di quest'ultimo.
3223 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
3224 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
3225 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
3226 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3227 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
3229 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
3230 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
3231 \begin{prototype}{utime.h}
3232 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3233 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3235 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3236 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3238 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3239 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3241 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3244 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
3245 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
3246 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
3247 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3248 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3249 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3251 \begin{figure}[!htb]
3252 \footnotesize \centering
3253 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3254 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3257 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3259 \label{fig:struct_utimebuf}
3262 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
3263 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
3264 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
3265 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
3266 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
3268 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
3269 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3270 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
3271 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
3272 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
3273 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
3274 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
3275 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
3276 cosa è più complicata da realizzare.
3278 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3279 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3280 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3281 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3282 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3283 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3284 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3285 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3286 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3289 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3290 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3291 precisione; il suo prototipo è:
3294 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3295 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3297 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3298 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3300 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3301 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3303 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3306 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3307 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3308 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3309 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3310 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3311 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3312 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3314 \begin{figure}[!htb]
3315 \footnotesize \centering
3316 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3317 \includestruct{listati/timeval.h}
3320 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3321 con la precisione del microsecondo.}
3322 \label{fig:sys_timeval_struct}
3325 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3326 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3327 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3328 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
3329 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
3332 \headdecl{sys/time.h}
3334 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
3335 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
3337 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3338 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
3341 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3342 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3343 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3345 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3346 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3350 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3351 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3352 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
3353 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
3354 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
3357 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
3358 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
3359 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
3360 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
3361 compito; i rispettivi prototipi sono:
3363 \headdecl{sys/time.h}
3365 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3366 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3368 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3369 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3372 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3373 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3374 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3376 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3377 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3381 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3382 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3383 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3384 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3386 \begin{figure}[!htb]
3387 \footnotesize \centering
3388 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3389 \includestruct{listati/timespec.h}
3392 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3393 con la precisione del nanosecondo.}
3394 \label{fig:sys_timespec_struct}
3397 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3398 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3399 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3400 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3401 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3402 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3403 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3404 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3405 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3406 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3408 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3409 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3410 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3411 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3412 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3413 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3414 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3415 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3416 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3417 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3418 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3419 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3420 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname relativi} specificando la
3421 directory da usare come riferimento in \param{dirfd} e la possibilità di
3422 usare \param{flags} per indicare alla funzione di dereferenziare o meno i link
3423 simbolici; si rimanda pertanto la spiegazione del significato degli argomenti
3424 aggiuntivi alla trattazione generica delle varie funzioni che usano la stessa
3425 sintassi, effettuata in sez.~\ref{sec:file_openat}.
3428 \section{Il controllo di accesso ai file}
3429 \label{sec:file_access_control}
3431 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3432 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3433 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3434 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3435 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3436 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3437 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3440 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3441 \label{sec:file_perm_overview}
3443 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3444 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3445 degli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e \ids{GID}). Questi valori
3446 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3447 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3448 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3449 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3450 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3451 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3454 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3455 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3456 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3457 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3458 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3459 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3460 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3461 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3462 base associati ad ogni file sono:
3464 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3466 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3467 dall'inglese \textit{write}).
3468 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3469 dall'inglese \textit{execute}).
3471 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3473 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3474 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3476 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3479 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3480 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3481 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3482 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3486 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3487 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3488 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3489 \label{fig:file_perm_bit}
3492 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3493 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3494 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3495 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3496 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3497 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3499 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3500 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3501 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3502 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3504 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3505 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3506 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3507 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3508 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3509 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3510 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3511 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3512 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3517 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3519 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3522 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3523 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3524 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3526 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3527 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3528 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3530 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3531 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3532 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3535 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3536 \texttt{<sys/stat.h>}}
3537 \label{tab:file_bit_perm}
3540 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3541 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3542 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3545 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3546 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
3547 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
3548 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
3551 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3552 essere attraversata nella risoluzione del \textit{pathname}, ed è distinto dal
3553 permesso di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della
3556 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3557 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3558 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3559 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3562 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3563 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3564 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3565 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3566 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3568 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3569 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3570 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3571 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3572 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3573 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3574 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3576 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3577 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3578 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3581 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3582 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3583 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3584 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3585 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3586 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3587 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3589 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3590 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3591 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3592 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
3593 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
3594 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3595 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3596 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3597 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3600 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3601 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3602 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
3603 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
3604 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
3605 cui l'utente appartiene.
3607 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3608 di accesso sono i seguenti:
3610 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
3611 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3612 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3614 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
3615 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3618 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3619 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3620 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3621 impostato, l'accesso è consentito
3622 \item altrimenti l'accesso è negato
3624 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
3625 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
3627 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3629 \item altrimenti l'accesso è negato
3631 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3632 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3635 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3636 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3637 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3638 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3639 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3640 tutti gli altri non vengono controllati.
3643 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3644 \label{sec:file_special_perm}
3649 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3650 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3651 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3652 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3653 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3654 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3655 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3657 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3658 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3659 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3660 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3661 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3663 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3664 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3665 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3666 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
3667 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
3668 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
3671 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3672 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3673 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3674 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3675 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3676 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3677 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3680 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3681 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3682 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3683 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3684 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3686 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3687 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3688 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3689 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3690 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3691 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3692 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3694 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3695 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3696 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3697 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3700 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3701 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3702 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3703 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3704 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3705 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3711 \itindbeg{sticky~bit}
3713 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3714 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3715 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3716 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3717 si poteva impostare questo bit.
3719 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3720 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3721 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3722 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3723 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3724 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3725 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3726 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3728 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3729 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3730 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3731 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3732 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3734 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3735 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3736 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3737 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3738 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3739 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3742 \item l'utente è proprietario del file
3743 \item l'utente è proprietario della directory
3744 \item l'utente è l'amministratore
3746 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3747 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3750 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3752 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3753 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3754 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3755 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3756 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3757 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3759 \itindend{sticky~bit}
3761 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3762 \label{sec:file_perm_management}
3764 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3765 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
3766 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
3767 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
3768 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3769 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3770 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3772 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3773 \begin{prototype}{unistd.h}
3774 {int access(const char *pathname, int mode)}
3776 Verifica i permessi di accesso.
3778 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3779 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3782 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3783 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3784 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3785 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3786 un filesystem montato in sola lettura.
3788 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3789 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3792 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3793 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3794 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3795 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3796 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3797 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3798 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3799 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3800 sul file a cui esso fa riferimento.
3802 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3803 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3804 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3805 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3806 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3807 contrario (o di errore) ritorna -1.
3811 \begin{tabular}{|c|l|}
3813 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3816 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3817 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3818 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3819 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3822 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3824 \label{tab:file_access_mode_val}
3827 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3828 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3829 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3830 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3832 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3833 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3834 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3835 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3836 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3837 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3838 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3839 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3842 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3843 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3844 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3846 \headdecl{sys/types.h}
3847 \headdecl{sys/stat.h}
3849 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3850 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3852 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3853 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3855 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3856 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3858 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3859 proprietario del file o non è zero.
3860 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3862 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3863 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3864 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3867 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3868 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3869 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3875 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3877 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3880 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3881 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3882 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3884 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3885 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3886 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3887 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3889 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3890 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3891 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3892 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3894 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3895 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3896 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3897 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3900 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3901 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3902 \label{tab:file_permission_const}
3905 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3906 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3907 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3908 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3909 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3910 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3911 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3912 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3914 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3915 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3916 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3917 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3918 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3920 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3921 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3922 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
3923 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3924 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3926 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3927 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3928 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3929 in particolare accade che:
3931 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3932 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
3933 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3934 stato indicato in \param{mode}.
3935 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3936 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3937 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3938 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3939 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3940 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3941 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3942 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
3945 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3946 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3947 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3948 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3949 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3950 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3951 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3952 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3953 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3954 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3955 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3957 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3958 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3959 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3960 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3961 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3962 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3963 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3964 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3968 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3969 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3970 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3971 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3972 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3973 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3974 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3975 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3976 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3977 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3978 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3979 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3980 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3983 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3984 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3985 \begin{prototype}{stat.h}
3986 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3988 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3989 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3991 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3992 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3995 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3996 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3997 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3998 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3999 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
4000 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
4005 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
4006 \label{sec:file_ownership_management}
4008 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
4009 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
4010 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
4011 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
4012 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
4013 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
4015 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
4016 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
4017 prevede due diverse possibilità:
4019 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
4020 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
4023 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
4024 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
4025 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
4026 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
4027 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
4029 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
4030 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
4031 partenza, in tutte le sotto-directory.
4033 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
4034 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
4035 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
4036 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
4037 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
4038 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
4041 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4042 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
4043 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4044 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
4045 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4046 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
4047 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
4048 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
4049 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
4050 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
4051 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4053 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
4054 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
4055 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
4057 \headdecl{sys/types.h}
4058 \headdecl{sys/stat.h}
4060 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4061 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4062 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4064 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4065 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
4067 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
4068 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
4070 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4071 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
4073 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
4074 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
4075 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
4076 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
4079 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4080 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4081 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4082 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4083 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4084 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4085 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4086 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4088 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
4089 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
4090 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
4091 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
4092 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
4093 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
4094 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
4095 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
4096 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4098 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4099 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4100 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4101 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4102 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4103 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4104 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4107 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4108 \label{sec:file_riepilogo}
4110 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4111 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4112 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4113 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4114 fornire un quadro d'insieme.
4119 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4121 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4122 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4123 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4124 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4125 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4127 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4130 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
4131 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
4132 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4133 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4134 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4135 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
4136 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
4137 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
4138 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
4139 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
4140 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
4141 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4142 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4143 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4146 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4147 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4148 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4149 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4150 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4152 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4155 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4156 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
4158 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
4160 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
4161 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
4162 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
4163 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
4165 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
4167 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
4169 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4170 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4171 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4174 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4176 \label{tab:file_fileperm_bits}
4179 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4180 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4181 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4182 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4183 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4184 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4185 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4186 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4187 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4188 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4189 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4190 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4192 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
4193 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
4194 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
4195 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4197 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4198 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4199 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4200 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4201 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4202 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4205 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4206 \label{sec:file_dir_advances}
4208 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4209 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4210 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4211 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4214 \subsection{Gli attributi estesi}
4215 \label{sec:file_xattr}
4217 \itindbeg{Extended~Attributes}
4219 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4220 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4221 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4222 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4223 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4224 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4225 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4226 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
4227 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4230 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4231 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4232 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
4233 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
4234 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
4235 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
4236 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
4237 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4239 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4240 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4241 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4242 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4243 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4244 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4245 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4246 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4247 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4248 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4249 l'atomicità di tutte le operazioni.
4251 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4252 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4253 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4254 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4256 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4257 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4258 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4259 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4260 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4261 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4262 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4263 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
4264 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4265 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4266 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4267 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4268 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4269 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4270 gruppo proprietari del file.
4272 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4273 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4274 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4275 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4276 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4277 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4278 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4279 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4280 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4281 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4282 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4287 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4289 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4292 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4293 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4294 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4295 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4296 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4297 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4298 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4299 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4300 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4301 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4302 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4303 \textit{capabilities} (vedi
4304 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4305 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4306 utilizzati per poter realizzare in user space
4307 meccanismi che consentano di mantenere delle
4308 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4309 ai processi ordinari.\\
4310 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4311 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4312 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4313 file) accessibili dagli utenti.\\
4316 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4317 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4318 \label{tab:extended_attribute_class}
4322 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4323 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4324 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4325 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4326 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4327 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4328 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4329 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4330 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4331 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4332 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4333 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4334 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4335 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4336 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4337 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4338 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4339 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4340 con privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4341 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4343 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4344 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4345 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4346 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4347 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4348 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4349 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4350 \textit{capability} \itindex{capabilities}
4351 \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale a dire una politica di accesso analoga a
4352 quella impiegata per gli ordinari permessi dei file.}
4354 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4355 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4356 privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4357 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4358 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4359 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4361 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4362 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4363 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4364 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4365 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4366 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4367 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4368 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4369 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4370 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4371 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4372 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4373 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4374 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4375 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4378 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4379 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4380 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4381 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4382 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4383 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4384 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4385 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4386 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4387 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4388 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4389 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4390 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4391 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4392 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4393 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4394 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4395 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4396 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4397 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4398 privilegi amministrativi della capability \itindex{capabilities}
4399 \const{CAP\_FOWNER}.
4402 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4403 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4404 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4405 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4406 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4407 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4408 l'opzione \texttt{-lattr}.
4410 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4411 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4412 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4413 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4415 \headdecl{sys/types.h}
4416 \headdecl{attr/xattr.h}
4418 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4419 *value, size\_t size)}
4421 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4422 *value, size\_t size)}
4424 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4427 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4429 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4430 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4431 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4433 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4434 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4435 non è sufficiente per contenere il risultato.
4436 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4437 filesystem o sono disabilitati.
4439 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4440 permessi di accesso all'attributo. }
4443 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4444 un \textit{pathname} che indica il file di cui si vuole richiedere un
4445 attributo, la sola differenza è che la seconda, se il \textit{pathname} indica
4446 un link simbolico, restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del
4447 file a cui esso fa riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece
4448 come primo argomento un numero di file descriptor, e richiede gli attributi
4449 del file ad esso associato.
4451 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4452 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4453 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4454 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4455 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4456 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4457 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4458 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4459 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4461 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4462 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4463 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4464 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4465 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4466 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4467 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4468 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4469 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4471 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4472 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4473 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4474 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4476 \headdecl{sys/types.h}
4477 \headdecl{attr/xattr.h}
4479 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4480 *value, size\_t size, int flags)}
4482 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4483 *value, size\_t size, int flags)}
4485 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4486 size\_t size, int flags)}
4488 Impostano il valore di un attributo esteso.
4490 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4491 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4493 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4494 l'attributo richiesto non esiste.
4495 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4496 l'attributo esiste già.
4497 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4498 filesystem o sono disabilitati.
4500 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4501 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4506 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4507 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4508 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4509 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4510 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4511 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4513 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4514 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4515 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4516 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4517 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4518 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4519 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4520 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4521 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4522 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4524 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4525 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4526 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4527 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4529 \headdecl{sys/types.h}
4530 \headdecl{attr/xattr.h}
4532 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4534 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4536 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4538 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4540 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4541 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4542 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4544 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4545 non è sufficiente per contenere il risultato.
4546 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4547 filesystem o sono disabilitati.
4549 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4550 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4555 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4556 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4557 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4558 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4559 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4561 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4562 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4563 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4564 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4565 dimensione totale della lista in byte.
4567 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4568 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4569 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4570 usando per \param{size} un valore nullo.
4572 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4573 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4574 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4576 \headdecl{sys/types.h}
4577 \headdecl{attr/xattr.h}
4579 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4581 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4583 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4586 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4588 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4589 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4591 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4592 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4593 filesystem o sono disabilitati.
4595 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4599 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4600 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4601 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4602 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4603 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4605 \itindend{Extended~Attributes}
4608 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4609 \label{sec:file_ACL}
4611 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4612 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4614 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4616 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4617 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4618 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4619 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4620 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4621 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4622 si può soddisfare in maniera semplice.}
4624 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4625 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4626 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4627 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4628 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4629 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4630 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4632 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4633 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4634 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4635 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4636 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4637 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4640 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4641 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4642 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4643 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4644 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4645 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4646 standard POSIX 1003.1e.
4648 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4649 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4650 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4651 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4652 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4653 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4654 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4655 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4656 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4657 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4658 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4659 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4660 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4662 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4663 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4664 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4665 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4666 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4667 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4668 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4669 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4670 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4671 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4672 la capability \itindex{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4677 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4679 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4682 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4683 proprietario del file.\\
4684 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4685 l'utente indicato dal rispettivo
4687 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4688 gruppo proprietario del file.\\
4689 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4690 il gruppo indicato dal rispettivo
4692 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4693 permessi di accesso che possono essere garantiti
4694 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4695 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4696 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4697 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4700 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4701 \label{tab:acl_tag_types}
4704 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4705 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4706 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4707 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4708 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4709 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4712 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4713 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4714 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4715 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4716 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4717 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4718 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4721 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4722 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4723 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4724 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4725 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4726 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4727 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4728 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4729 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4731 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4732 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4733 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4734 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4735 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4736 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4737 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4738 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4739 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4740 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4741 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4742 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4743 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4744 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4745 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4746 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4747 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4748 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4750 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4751 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4752 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4753 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4754 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4755 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4756 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4757 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4758 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4759 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4760 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4761 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4762 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4763 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4765 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4766 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4767 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4768 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4769 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4770 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4771 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4773 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4774 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4775 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4776 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4777 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4778 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4781 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4783 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4785 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4786 l'accesso è consentito;
4787 \item altrimenti l'accesso è negato.
4789 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4790 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4792 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4793 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4795 \item altrimenti l'accesso è negato.
4797 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4798 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4800 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4801 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4802 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4803 l'accesso è consentito;
4804 \item altrimenti l'accesso è negato.
4806 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4807 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4808 \const{ACL\_GROUP} allora:
4810 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4811 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4813 \item altrimenti l'accesso è negato.
4815 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4816 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4819 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4820 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4821 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4822 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4823 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4824 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4826 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4827 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4828 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4829 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4830 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4831 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4832 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4835 \headdecl{sys/types.h}
4836 \headdecl{sys/acl.h}
4838 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4840 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4842 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4843 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4844 assumerà uno dei valori:
4846 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4847 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4852 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4853 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4854 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4855 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4856 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4857 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4858 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4859 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4860 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4861 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4862 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4864 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4865 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4866 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4868 \headdecl{sys/types.h}
4869 \headdecl{sys/acl.h}
4871 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4873 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4875 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4876 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4877 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4881 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4882 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4883 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4884 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4885 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4886 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4887 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4888 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4889 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4890 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4893 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4894 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4895 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4897 \headdecl{sys/types.h}
4898 \headdecl{sys/acl.h}
4900 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4902 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4904 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4905 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4906 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4908 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4910 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4916 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4917 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4918 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4919 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4920 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4921 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4922 memoria occupata dalla copia.
4924 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4925 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4926 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4927 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4929 \headdecl{sys/types.h}
4930 \headdecl{sys/acl.h}
4932 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4934 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4936 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4937 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4938 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4943 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4944 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4945 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4946 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4947 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4948 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4950 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4951 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4952 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4955 \headdecl{sys/types.h}
4956 \headdecl{sys/acl.h}
4958 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4959 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4961 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4963 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4964 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4965 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4967 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4968 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4971 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4972 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4973 un file per \func{acl\_get\_file}.
4978 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4979 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4980 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un
4981 \textit{pathname} usando \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima
4982 funzione, che può richiedere anche la ACL relativa ad una directory, il
4983 secondo argomento \param{type} consente di specificare se si vuole ottenere la
4984 ACL di default o quella di accesso. Questo argomento deve essere di tipo
4985 \type{acl\_type\_t} e può assumere solo i due valori riportati in
4986 tab.~\ref{tab:acl_type}.
4991 \begin{tabular}{|l|l|}
4993 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4996 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4997 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
5000 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
5001 \label{tab:acl_type}
5004 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
5005 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
5006 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
5007 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
5008 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
5009 verrà restituita una ACL vuota.
5011 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
5012 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
5014 \headdecl{sys/types.h}
5015 \headdecl{sys/acl.h}
5017 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
5019 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
5021 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5022 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5023 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5025 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5026 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
5027 \param{buf\_p} non è valida.
5033 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
5034 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
5035 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
5036 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
5037 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5038 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5040 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5041 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5042 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5043 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5044 per riga, nella forma:
5046 tipo:qualificatore:permessi
5048 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5049 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5050 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5051 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5052 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
5053 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
5054 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
5057 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5058 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5059 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5060 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5061 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5062 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5063 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5064 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5065 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5066 carattere ``\texttt{\#}''.
5068 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5069 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5070 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5071 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5072 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5074 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5075 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5076 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5078 \headdecl{sys/types.h}
5079 \headdecl{sys/acl.h}
5081 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5083 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5085 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5086 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
5087 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5090 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5091 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5097 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5098 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5099 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5100 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5101 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5102 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5103 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5105 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5106 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5107 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5109 \headdecl{sys/types.h}
5110 \headdecl{sys/acl.h}
5112 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5113 separator, int options)}
5115 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5117 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5118 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
5119 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5121 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5122 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5128 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5129 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5130 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5131 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5133 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5134 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5135 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5136 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5137 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5138 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5139 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5144 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5146 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5149 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5150 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5151 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5152 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5153 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5154 viene generato un commento con i permessi
5155 effettivamente risultanti; il commento è
5156 separato con un tabulatore.\\
5157 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5158 effettivi per ciascuna voce che contiene
5159 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5160 anche quando questi non vengono modificati
5161 da essa; il commento è separato con un
5163 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5164 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5165 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5166 automaticamente il numero di spaziatori
5167 prima degli eventuali commenti in modo da
5168 mantenerli allineati.\\
5171 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5172 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5173 \label{tab:acl_to_text_options}
5176 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5177 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5178 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5179 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5180 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5181 bozza dello standard POSIX.1e.
5183 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5184 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5185 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5186 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5187 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5188 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5189 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5191 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5192 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5193 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5194 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5196 \headdecl{sys/types.h}
5197 \headdecl{sys/acl.h}
5199 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5201 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
5203 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5204 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5205 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5207 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5213 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5214 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5215 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5216 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5217 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5218 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5220 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5221 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5223 \headdecl{sys/types.h}
5224 \headdecl{sys/acl.h}
5226 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5228 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
5230 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5231 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5232 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5234 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5235 \param{size} è negativo o nullo.
5236 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5237 dimensione della rappresentazione della ACL.
5243 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5244 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5245 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5246 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5247 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5248 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5250 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5251 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5252 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5254 \headdecl{sys/types.h}
5255 \headdecl{sys/acl.h}
5257 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5259 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5261 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5262 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5263 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5265 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5266 una rappresentazione corretta di una ACL.
5267 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5268 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5274 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5275 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5276 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5277 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5278 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5281 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5282 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5283 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5284 directory, ed il cui prototipo è:
5286 \headdecl{sys/types.h}
5287 \headdecl{sys/acl.h}
5289 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5292 Imposta una ACL su un file o una directory.
5294 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5295 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5297 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5298 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5299 assegnato a \param{path}.
5300 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5301 ha in valore non corretto.
5302 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5303 dati aggiuntivi della ACL.
5304 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5305 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5307 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5308 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5312 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5313 alla directory indicate dal \textit{pathname} \param{path}, mentre
5314 con \param{type} si indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di
5315 tab.~\ref{tab:acl_type}, ma si tenga presente che le ACL di default possono
5316 essere solo impostate qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre
5317 perché la funzione abbia successo la ACL dovrà essere valida, e contenere
5318 tutti le voci necessarie, unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL
5319 vuota per cancellare la ACL di default associata a
5320 \func{path}.\footnote{questo però è una estensione della implementazione delle
5321 ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e prevedeva l'uso della apposita
5322 funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che prende come unico argomento il
5323 \textit{pathname} della directory di cui si vuole cancellare l'ACL di
5324 default, per i dettagli si ricorra alla pagina di manuale.} La seconda
5325 funzione che consente di impostare una ACL è \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo
5328 \headdecl{sys/types.h}
5329 \headdecl{sys/acl.h}
5331 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5333 Imposta una ACL su un file descriptor.
5335 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5336 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5338 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5339 ha in valore non corretto.
5340 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5341 dati aggiuntivi della ACL.
5342 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5343 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5345 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5349 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5350 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5351 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5352 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5353 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5354 descriptor, la ACL da impostare.
5356 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5357 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5358 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5359 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5360 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5361 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5362 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5363 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5366 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5367 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5368 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5369 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5370 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5371 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5372 singole voci successive alla prima.
5374 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5375 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5376 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5377 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5378 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5379 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5380 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5381 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5382 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5383 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5385 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5388 \subsection{La gestione delle quote disco}
5389 \label{sec:disk_quota}
5391 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5392 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5393 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5394 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5395 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5396 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5397 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5398 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5399 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5400 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5401 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5402 sugli utenti o solo sui gruppi.
5404 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5405 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5406 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5407 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5408 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5409 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5410 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5411 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5412 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5414 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5415 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5416 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5417 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5418 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5419 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5420 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5421 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5422 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5423 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5424 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5425 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5426 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5427 verificare e aggiornare i dati.
5429 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5430 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5431 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5432 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5433 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5434 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5435 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5436 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5437 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5439 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5440 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5442 \headdecl{sys/types.h}
5443 \headdecl{sys/quota.h}
5445 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5447 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5449 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5450 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5452 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5453 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5455 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5456 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5457 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5458 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5459 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5460 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5461 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5463 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5465 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5466 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5467 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5468 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5469 filesystem senza quote attivate.
5474 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5475 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5476 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5477 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5478 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5479 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5480 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5483 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5484 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5485 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5487 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5488 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5490 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5491 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5492 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5499 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5501 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5504 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5505 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5506 in \param{addr} il \textit{pathname} al file che
5507 mantiene le quote, che deve esistere, e \param{id}
5508 deve indicare la versione del formato con uno dei
5509 valori di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format};
5510 l'operazione richiede i privilegi di
5512 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5513 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5514 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5515 richiede i privilegi di amministratore.\\
5516 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5517 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5518 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5519 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5520 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5521 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5522 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5524 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5525 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5526 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5527 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5528 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5529 di amministratore.\\
5530 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5531 time}) delle quote del filesystem indicato
5532 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5533 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5534 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5535 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5536 struttura \struct{dqinfo} puntata
5537 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5538 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5539 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5540 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5541 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5542 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5543 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5544 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5545 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5546 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5547 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5548 filesystem con quote attive, \param{id}
5549 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5550 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5551 relative al sistema delle quote per il filesystem
5552 indicato da \param{dev}, richiede che si
5553 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5554 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5555 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5556 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5557 più recenti, che espongono la stessa informazione
5558 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5562 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5564 \label{tab:quotactl_commands}
5568 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5569 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5570 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5571 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5572 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5573 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5574 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5575 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5576 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5581 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5583 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5586 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5587 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5588 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5589 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5590 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5591 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5592 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5595 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5596 \label{tab:quotactl_id_format}
5599 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5600 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5601 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5602 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5603 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5604 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5605 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5608 \begin{figure}[!htb]
5609 \footnotesize \centering
5610 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5611 \includestruct{listati/dqblk.h}
5614 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5615 \label{fig:dqblk_struct}
5618 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5619 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5620 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5621 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5622 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5623 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5624 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5625 \textit{soft limit}.
5630 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5632 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5635 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5636 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5637 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5638 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5639 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5640 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5641 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5642 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5643 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5644 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5645 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5646 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5647 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5648 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5649 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5650 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5651 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5652 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5653 \const{QIF\_INODES}.\\
5654 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5655 \const{QIF\_ITIME}.\\
5656 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5659 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5660 \label{tab:quotactl_qif_const}
5664 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5665 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5666 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5667 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5668 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5669 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5670 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5671 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5672 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5674 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5675 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5676 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5677 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5678 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5679 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5680 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5681 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5682 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5683 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5684 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5685 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5687 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5688 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5689 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5690 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5691 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5692 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5693 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5694 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5695 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5697 \begin{figure}[!htb]
5698 \footnotesize \centering
5699 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5700 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5703 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5704 \label{fig:dqinfo_struct}
5707 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5708 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5709 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5710 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5711 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5716 \begin{tabular}{|l|l|}
5718 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5721 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5722 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5723 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5724 (\val{dqi\_igrace}).\\
5725 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5726 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5729 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5730 \label{tab:quotactl_iif_const}
5733 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5734 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5735 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5736 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5737 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5739 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5740 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5741 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5742 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5743 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5744 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5745 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5746 \textit{Repository}.}
5748 \begin{figure}[!htbp]
5749 \footnotesize \centering
5750 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5751 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5753 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5754 \label{fig:get_quota}
5757 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5758 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5759 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5760 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5761 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5762 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5764 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5765 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5766 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5767 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5768 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5769 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5770 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5771 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5772 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5773 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5775 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5776 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5777 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5778 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5779 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5780 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5781 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5783 \begin{figure}[!htbp]
5784 \footnotesize \centering
5785 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5786 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5788 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5789 \label{fig:set_block_quota}
5792 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5793 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5794 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5795 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5796 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5797 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5798 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5799 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5801 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5802 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5803 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5804 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5805 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5806 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5809 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5810 \label{sec:proc_capabilities}
5812 \itindbeg{capabilities}
5814 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5815 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5816 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5817 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5818 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5819 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5820 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5821 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5822 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5823 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5824 la marcatura di immutabilità.}
5826 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5827 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5828 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5829 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5830 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5831 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5832 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5834 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5835 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5836 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5837 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5838 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5839 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5840 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5841 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5843 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5844 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5845 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5846 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5847 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5848 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5849 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5850 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5851 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5852 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5853 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5856 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5857 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5858 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5859 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5860 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5861 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5862 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5863 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5864 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5865 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5866 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5867 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5868 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5870 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5871 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5872 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5873 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5874 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5875 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5876 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5877 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5878 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5879 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5880 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5881 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5882 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5883 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5885 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5886 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5887 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5888 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5889 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5890 \textit{file capabilities} è il seguente:
5891 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5892 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5893 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5894 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5895 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5896 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5897 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5898 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5900 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5901 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5902 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5903 chiamata ad \func{exec}.
5904 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5905 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5906 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5907 compiute dal processo.
5908 \label{sec:capabilities_set}
5911 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5912 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5913 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5914 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5915 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5916 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5917 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5918 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5919 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5920 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5921 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5922 loro significato è diverso:
5923 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5924 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5925 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5926 capacità \textsl{permesse} del processo.
5927 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5928 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5929 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5930 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5932 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5933 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5934 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5935 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5936 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5939 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5941 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5942 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5943 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5944 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5945 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5946 casistica assai complessa.
5948 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5949 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5950 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5951 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5952 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5953 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5954 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5955 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5956 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5957 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5958 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5959 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5961 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5962 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5963 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5964 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5965 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5966 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5967 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5968 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5969 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5970 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5973 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5974 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5975 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5976 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5977 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5978 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5980 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5981 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5982 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5983 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5984 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5985 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5986 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5987 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5988 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5990 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5991 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5992 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5993 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5994 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5995 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5996 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5998 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5999 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
6000 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
6001 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
6002 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
6003 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
6004 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
6005 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
6006 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
6007 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
6008 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
6010 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
6011 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
6012 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
6013 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
6014 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
6015 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
6016 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
6017 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
6018 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
6019 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
6020 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
6021 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
6022 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
6023 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
6026 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
6027 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
6028 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
6029 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
6030 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
6031 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
6032 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
6033 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
6034 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
6035 attraverso una \func{exec}.
6037 \begin{figure}[!htbp]
6038 \footnotesize \centering
6039 \begin{minipage}[c]{12cm}
6040 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
6042 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
6044 \label{fig:cap_across_exec}
6047 \itindend{capabilities~bounding~set}
6049 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
6050 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
6051 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
6052 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
6053 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
6054 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
6055 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
6056 privilegi originali dal processo.
6058 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
6059 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
6060 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
6061 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
6062 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
6063 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
6064 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
6065 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
6067 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
6068 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6069 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6070 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6071 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6072 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6073 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6076 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6077 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6078 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6079 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6080 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6081 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6082 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6083 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6084 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6085 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6086 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6087 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6088 \textit{permitted set}.
6089 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6090 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6091 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6092 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6093 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6094 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6095 set} che l'\textit{effective set}.
6097 \label{sec:capability-uid-transition}
6099 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6100 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6101 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6102 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6103 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6104 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6105 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6106 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6108 \itindbeg{securebits}
6110 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6111 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6112 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6113 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6114 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6115 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6116 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6117 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6122 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6124 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6127 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6128 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6129 \ids{UID} passano ad un valore non
6130 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6131 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6132 elenco), sostituisce il precedente uso
6133 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6135 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6136 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6137 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6138 dei gruppi \textit{effective} e
6139 \textit{file system} (regole di compatibilità
6140 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6141 precedente elenco).\\
6142 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6143 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6144 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6145 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6146 all'amministratore (regola di compatibilità
6147 per l'esecuzione di programmi senza
6148 \textit{capabilities}).\\
6151 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6152 \textit{securebits}.}
6153 \label{tab:securebits_values}
6156 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6157 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6158 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6159 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6160 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6161 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6162 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6163 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6164 \const{SECURE\_NOROOT}.
6166 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6167 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6168 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6169 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6170 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6171 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6172 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6173 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6174 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6176 \itindend{securebits}
6178 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6179 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6180 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6181 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6182 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6183 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6184 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6185 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6186 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6188 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6189 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6191 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6192 % http://lwn.net/Articles/280279/
6193 % http://lwn.net/Articles/256519/
6194 % http://lwn.net/Articles/211883/
6197 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6198 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6199 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6200 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6201 capabilities}) e dalle definizioni in
6202 \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato al kernel 2.6.26.} la
6203 tabella è divisa in due parti, la prima riporta le \textit{capabilities}
6204 previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la seconda quelle
6205 specifiche di Linux. Come si può notare dalla tabella alcune
6206 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
6207 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
6208 opportuno dettagliare maggiormente.
6210 \begin{table}[!h!btp]
6213 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6215 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6219 % POSIX-draft defined capabilities.
6221 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6222 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6223 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6224 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6225 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6226 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6227 proprietario di un file (vedi
6228 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6229 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6230 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6231 file,\footnotemark (vedi
6232 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6233 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6234 permessi di lettura ed esecuzione per
6236 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6237 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6238 proprietà di un file per tutte
6239 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6240 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6241 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6242 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6243 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6244 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6245 per i quali sono impostati viene modificato da
6246 un processo senza questa capacità e la capacità
6247 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6248 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6250 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6251 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6252 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6253 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6254 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6256 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6257 processi, sia il principale che i supplementari,
6258 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6259 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6260 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6261 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6262 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6263 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6264 delle credenziali coi socket \textit{unix
6265 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6267 % Linux specific capabilities
6270 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6271 locking} \itindex{memory~locking} con le
6272 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6273 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6274 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6275 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6276 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6277 per le operazioni sugli oggetti di
6278 intercomunicazione fra processi (vedi
6279 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6280 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6281 \itindex{file~lease} (vedi
6282 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6283 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6285 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6286 attributi \textit{immutable} e
6287 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
6289 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6290 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6291 con \func{mknod} (vedi
6292 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6293 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6294 privilegiate sulla rete.\\
6295 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6296 su porte riservate (vedi
6297 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6298 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6299 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6300 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6301 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6302 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6303 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6304 \textit{capabilities}.\\
6305 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6307 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6308 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6309 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6310 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6311 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6312 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6313 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6314 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6315 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6317 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6318 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6319 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6320 \textit{accounting} dei processi (vedi
6321 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6322 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6324 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6325 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6326 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6327 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6328 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6330 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6331 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6332 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6333 della console, con la funzione
6335 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6336 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6337 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6338 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6339 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6340 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6341 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6342 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6345 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6347 \label{tab:proc_capabilities}
6350 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6351 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6352 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6355 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6356 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6357 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6358 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6359 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6360 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6361 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6362 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6363 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6364 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6367 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6368 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6369 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6370 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6371 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6372 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6373 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6374 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6375 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6376 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6378 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6379 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6380 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6381 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6382 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6383 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6384 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6385 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6386 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6387 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6388 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6389 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6390 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6391 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6393 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6394 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6395 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6396 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6397 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6398 tabella di instradamento.
6400 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6401 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6402 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6403 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6404 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6405 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6406 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6407 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario
6408 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6409 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6410 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6411 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6412 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6413 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6414 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6415 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6416 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6417 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6419 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6420 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6421 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6422 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6423 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6424 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6425 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6426 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6427 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6428 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6430 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6431 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6432 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6433 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6434 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6435 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6436 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6437 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6439 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6440 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6441 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6442 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6443 loro rispettivi prototipi sono:
6445 \headdecl{sys/capability.h}
6447 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6448 Legge le \textit{capabilities}.
6450 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6452 Imposta le \textit{capabilities}.
6455 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6456 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6458 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6459 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6460 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6461 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6462 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6463 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6464 \const{CAP\_SETPCAP}.
6466 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6470 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6471 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6472 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6473 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6474 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6475 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6476 \headfile{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
6477 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
6480 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6481 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6482 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6483 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6484 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6485 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6486 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6487 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6488 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6490 \begin{figure}[!htb]
6493 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6494 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6497 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6498 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6499 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6500 \label{fig:cap_kernel_struct}
6503 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6504 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6505 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6506 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6507 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6508 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6509 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6510 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6511 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6512 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6513 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6514 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6515 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6516 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6517 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6518 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6519 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6520 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6521 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6522 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6523 puntatore ad una singola struttura.}
6525 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6526 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6527 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6528 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6529 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6530 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6531 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6532 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6533 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6535 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6536 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6537 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6538 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6539 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6540 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6541 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6542 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6543 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6544 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6545 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6548 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6549 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6550 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6552 \headdecl{sys/capability.h}
6554 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6555 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6557 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6558 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6559 valore \errval{ENOMEM}.
6563 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6564 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6565 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6566 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6567 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6568 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6569 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6572 \headdecl{sys/capability.h}
6574 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6575 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6577 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6578 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6582 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6583 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6584 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6585 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6586 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6587 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6588 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6589 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6590 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6592 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6593 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6595 \headdecl{sys/capability.h}
6597 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6598 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6600 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6601 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6602 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6606 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6607 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6608 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6609 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6610 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6611 potranno essere modificati in maniera completamente
6612 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6613 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6615 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6616 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6617 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6619 \headdecl{sys/capability.h}
6621 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6622 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6623 \textit{capabilities}.
6625 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6626 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6630 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6631 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6632 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6633 creazione con \func{cap\_init}.
6638 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6640 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6643 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6644 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6645 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6648 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6649 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6650 \label{tab:cap_set_identifier}
6653 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6654 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6655 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6658 \headdecl{sys/capability.h}
6660 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6662 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6663 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6665 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6666 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6669 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6670 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6671 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6672 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6673 definizione che si trova in \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori
6674 illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6676 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6677 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6680 \headdecl{sys/capability.h}
6681 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6683 Confronta due \textit{capability state}.
6685 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6686 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6689 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6690 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6691 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6692 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6693 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6694 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6696 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6697 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6700 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6701 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6702 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6703 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6704 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6706 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6707 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6708 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6709 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6710 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6712 \headdecl{sys/capability.h}
6714 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6715 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6716 Legge il valore di una \textit{capability}.
6718 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6719 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6720 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6722 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6723 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6727 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6728 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6729 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6730 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6732 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6733 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6734 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6735 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6736 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6737 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6738 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6739 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6740 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6742 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6743 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6744 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6745 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6750 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6752 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6755 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6756 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6759 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6760 indica lo stato di una capacità.}
6761 \label{tab:cap_value_type}
6764 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6765 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6766 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6767 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6768 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6769 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6770 lo stato di una capacità alla volta.
6772 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6773 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6774 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6775 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6776 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6777 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6778 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6779 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6781 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6782 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6783 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6784 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6785 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6786 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6788 \headdecl{sys/capability.h}
6790 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6792 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6794 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6795 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6796 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6801 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6802 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6803 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6804 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6805 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6806 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6808 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6809 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6810 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6811 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6812 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6813 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6815 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6816 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6817 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6818 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6819 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6820 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6821 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6822 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6823 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6825 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6826 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6827 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6828 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6829 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6830 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6831 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6832 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6834 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6835 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6836 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6837 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6838 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6839 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6840 doverlo scrivere esplicitamente.
6842 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6843 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6844 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6845 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6846 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6847 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6848 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6849 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6850 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6851 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6852 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6853 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6856 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6857 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6860 \headdecl{sys/capability.h}
6862 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6864 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6866 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6867 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6868 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6871 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6872 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6873 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6874 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6875 con \func{cap\_free}.
6877 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6878 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6879 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6880 \funcd{cap\_to\_name} e \funcd{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6881 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6883 \headdecl{sys/capability.h}
6885 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6886 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6887 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6888 testuale e viceversa.
6890 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6891 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6892 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6893 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6897 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6898 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6899 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6900 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6901 stringa \param{name}.
6903 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6904 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6905 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6906 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6907 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6908 processo corrente, il suo prototipo è:
6910 \headdecl{sys/capability.h}
6912 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6913 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6915 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6916 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6917 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6920 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6921 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6922 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6923 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6924 non sarà più utilizzato.
6926 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6927 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6928 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6929 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6930 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6931 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
6933 \headdecl{sys/capability.h}
6935 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6936 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6938 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6939 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6940 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6943 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6945 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6946 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6947 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6948 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6949 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6950 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6951 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6952 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6956 CapInh: 0000000000000000
6957 CapPrm: 00000000fffffeff
6958 CapEff: 00000000fffffeff
6962 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6963 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6964 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6967 \headdecl{sys/capability.h}
6969 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6970 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6972 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6973 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6974 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6978 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6979 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6980 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6981 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6982 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6983 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6984 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6985 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6986 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6987 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6989 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6990 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6991 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6992 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6993 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6994 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6995 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6997 \begin{figure}[!htbp]
6998 \footnotesize \centering
6999 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
7000 \includecodesample{listati/getcap.c}
7003 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
7004 \label{fig:proc_getcap}
7007 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
7008 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
7009 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
7010 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
7011 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
7012 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
7013 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
7014 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
7015 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
7018 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
7019 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
7020 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
7021 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
7024 \itindend{capabilities}
7026 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
7027 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
7031 \subsection{La gestione dei {chroot}}
7032 \label{sec:file_chroot}
7034 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
7035 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
7037 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
7038 % e le funzionalità di isolamento dei container
7040 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
7041 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
7042 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
7045 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
7047 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
7048 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro, ha anche una directory
7049 \textsl{radice}\footnote{entrambe sono contenute in due campi (rispettivamente
7050 \var{pwd} e \var{root}) di \struct{fs\_struct}; vedi
7051 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo di norma corrispondente
7052 alla radice dell'albero di file e directory come visto dal kernel (ed
7053 illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo il significato
7054 specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
7055 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
7056 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
7057 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
7058 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
7059 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
7060 cambiando questa directory, così come si fa coi
7061 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la
7062 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro.
7064 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
7065 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
7066 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
7067 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
7068 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
7070 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
7071 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7072 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7073 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7074 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7077 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7078 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7080 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7082 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7083 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7084 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7086 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7087 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7088 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7089 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7090 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7091 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7092 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7093 \textsl{imprigionato}.
7095 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7096 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7097 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7098 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7101 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7102 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7103 resta con \index{directory~di~lavoro} la directory di lavoro fuori dalla
7104 \textit{chroot jail}, potrà comunque accedere a tutto il resto del filesystem
7105 usando \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
7106 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
7107 potranno (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva
7110 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7111 portare la sua \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro fuori dalla
7112 \textit{chroot jail} in cui si trova. Basta infatti creare una nuova
7113 \textit{chroot jail} con l'uso di \func{chroot} su una qualunque directory
7114 contenuta nell'attuale directory di lavoro. Per questo motivo l'uso di questa
7115 funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei privilegi di root
7116 per le sue normali operazioni.
7118 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7119 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7120 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7121 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7122 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7123 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7128 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7129 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7131 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7132 % parte diversa se è il caso.
7134 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7135 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7136 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7137 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7138 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7139 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7140 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7141 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7142 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7143 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7144 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7145 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7146 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7147 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7148 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7149 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7150 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
7151 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7152 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7153 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7154 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7155 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7156 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7157 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7158 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7159 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7160 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7161 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7162 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7163 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7164 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7165 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7166 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7167 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7168 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7169 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7170 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7171 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7172 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7173 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7174 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7175 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7176 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7177 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7178 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7179 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7180 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7181 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7182 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7183 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7184 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7185 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7186 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7187 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7188 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7189 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7190 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7191 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7192 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7193 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7194 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7195 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll ln
7196 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img du
7197 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7198 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7199 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7200 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7202 %%% Local Variables:
7204 %%% TeX-master: "gapil"
7206 % LocalWords: bind DIRSYNC lsattr Hierarchy FHS SHARED UNBINDABLE shared REC
7207 % LocalWords: subtree SILENT log unbindable BUSY EAGAIN EXPIRE DETACH NOFOLLOW