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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 \secref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 \secref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul pathname \param{newpath} un collegamento diretto al file
97 indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo
98 collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare
99 una voce nella directory specificata da \param{newpath} e ad aumentare di uno
100 il numero di riferimenti al file (riportato nel campo \var{st\_nlink} della
101 struttura \struct{stat}, vedi \secref{sec:file_stat}) aggiungendo il nuovo
102 nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così chiamato con
103 vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
107 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
108 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 \secref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi \secref{sec:file_remove}). Non
151 è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di dispositivo\index{file!di
159 dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
160 uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
162 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
163 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
164 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
165 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
166 \secref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
167 \secref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
168 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
171 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
172 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
173 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
174 \secref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
175 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
178 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
179 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
180 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
181 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
182 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
183 \secref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
184 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
185 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
186 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
187 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
188 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
189 suddetto file aperto).
191 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
192 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
193 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
194 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
195 suo file descriptor (vedi \secref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
196 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
197 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
198 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
201 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
202 \label{sec:file_remove}
204 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
205 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
206 funzione \func{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
207 funzione \funcd{remove}.
209 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
210 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
211 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
212 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
213 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
214 Cancella un nome dal filesystem.
216 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
217 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
219 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
220 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
221 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
224 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
225 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
226 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
227 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
228 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
229 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
232 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
233 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
234 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
235 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
237 \begin{prototype}{stdio.h}
238 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
242 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
243 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
244 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
246 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
247 \param{oldpath} non è una directory.
248 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
250 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
252 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
253 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
254 sistema (come mount point).
255 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
256 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
257 sotto-directory di se stessa.
258 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei pathname non è una directory
259 o \param{oldpath} è una directory e \param{newpath} esiste e non è una
262 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
263 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
267 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
268 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
269 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
271 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
272 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \param{newpath}, se
273 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
274 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
275 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
277 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
278 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
279 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
280 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
283 Se \param{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
284 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
285 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
286 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
287 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
288 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
289 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
291 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
292 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
293 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
294 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
295 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
298 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
299 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
300 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
301 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
302 riferimento allo stesso file.
305 \subsection{I link simbolici}
306 \label{sec:file_symlink}
308 Come abbiamo visto in \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
309 riferimenti agli inode\index{inode}, pertanto può funzionare soltanto per file
310 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
311 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
314 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
315 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
316 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
317 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
318 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
319 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
320 file che non esistono ancora.
322 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono contrassegnati come tali
323 al kernel (analogamente a quanto avviene per le directory) per cui per alcune
324 funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) dare come parametro un
325 link simbolico comporta l'applicazione della funzione al file da esso
326 specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è
327 \funcd{symlink}; il suo prototipo è:
328 \begin{prototype}{unistd.h}
329 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
330 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
333 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
334 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
336 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
337 supporta i link simbolici.
338 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
339 \param{oldpath} è una stringa vuota.
340 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
341 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
344 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
345 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
349 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
350 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
351 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
352 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
353 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
355 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
356 all'invocazione delle varie system call; in \tabref{tab:file_symb_effect} si è
357 riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
358 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
359 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
360 direttamente sul suo contenuto.
364 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
366 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
369 \func{access} & $\bullet$ & \\
370 \func{chdir} & $\bullet$ & \\
371 \func{chmod} & $\bullet$ & \\
372 \func{chown} & & $\bullet$ \\
373 \func{creat} & $\bullet$ & \\
374 \func{exec} & $\bullet$ & \\
375 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
377 \func{lstat} & & $\bullet$ \\
378 \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
379 \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
380 \func{mknod} & $\bullet$ & \\
381 \func{open} & $\bullet$ & \\
382 \func{opendir} & $\bullet$ & \\
383 \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
384 \func{readlink} & & $\bullet$ \\
385 \func{remove} & & $\bullet$ \\
386 \func{rename} & & $\bullet$ \\
387 \func{stat} & $\bullet$ & \\
388 \func{truncate} & $\bullet$ & \\
389 \func{unlink} & & $\bullet$ \\
392 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
393 \label{tab:file_symb_effect}
396 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
397 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
398 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
399 (normalmente la \func{open}, vedi \secref{sec:file_open}) e tutte le
400 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
402 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
403 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
404 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
405 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
406 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
407 \begin{prototype}{unistd.h}
408 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
409 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
410 \param{buff} di dimensione \param{size}.
412 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
413 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
414 \var{errno} assumerà i valori:
416 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
419 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
420 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
424 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
425 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
426 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
427 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
432 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
433 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
434 \label{fig:file_link_loop}
437 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
438 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
439 \figref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
440 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
441 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
442 \figref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub} (un
443 bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file da
444 lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella directory
445 \file{/boot} con lo stesso pathname con cui verrebbero visti dal sistema
446 operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso, su una partizione
447 separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
449 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
450 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
451 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
452 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
453 \file{/boot/boot/boot} e così via.
455 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
456 un pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
457 cui valore limite è specificato dalla costante \const{MAXSYMLINKS}. Qualora
458 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
459 impostata al valore \errcode{ELOOP}.
461 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
462 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
463 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
466 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
468 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
469 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
470 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
471 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
474 cat: temporaneo: No such file or directory
476 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
477 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
480 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
481 \label{sec:file_dir_creat_rem}
483 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
484 elenchi di nomi ed inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
485 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
486 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
487 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
488 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
490 \headdecl{sys/stat.h}
491 \headdecl{sys/types.h}
492 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
494 Crea una nuova directory.
496 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
497 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
499 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
501 \item[\errcode{EACCES}]
502 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
504 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
505 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
506 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
507 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
508 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
510 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
511 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
513 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
514 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
518 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
519 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
520 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come pathname assoluto che
523 I permessi di accesso alla directory (vedi \secref{sec:file_access_control})
524 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
525 \tabref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
526 creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La titolarità della
527 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
528 \secref{sec:file_ownership}.
530 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
532 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
533 Cancella una directory.
535 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
536 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
538 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
539 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
540 bit impostato e l'user-ID effettivo del processo non corrisponde al
541 proprietario della directory.
542 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
543 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
544 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
546 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
547 radice di qualche processo.
548 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
550 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
551 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
554 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
555 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
556 \file{..}). Il nome può essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
558 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
559 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
560 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
561 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
562 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
563 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
564 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
567 \subsection{La creazione di file speciali}
568 \label{sec:file_mknod}
570 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
571 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
572 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
573 \index{file!di dispositivo}
574 e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a parte, che
575 vedremo in \capref{cha:socket_intro}).
577 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
578 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
579 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
580 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
582 \headdecl{sys/types.h}
583 \headdecl{sys/stat.h}
586 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
588 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
590 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
591 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
593 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
594 il filesystem su cui si è cercato di creare \func{pathname} non supporta
596 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
597 fifo o un dispositivo.
598 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
600 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
601 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
602 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
605 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
606 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
607 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
608 \tabref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
609 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
610 \var{umask} (si veda \secref{sec:file_umask}).
612 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
613 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
614 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
615 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
616 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
617 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
619 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
620 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
621 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
622 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
625 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
626 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
627 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
628 BSD per il filesystem (si veda \secref{sec:file_ownership}) in cui si va a
629 creare l'inode\index{inode}.
631 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
632 \secref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
633 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
635 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
637 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
641 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
642 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
643 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
644 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
647 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
648 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
649 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
650 modificati dal valore di \var{umask}.
654 \subsection{Accesso alle directory}
655 \label{sec:file_dir_read}
657 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
658 delle liste di nomi ed inode, per il ruolo che rivestono nella struttura del
659 sistema, non possono essere trattate come dei normali file di dati. Ad
660 esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo il kernel
661 può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un processo a
662 inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di scrittura.
664 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
665 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
666 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
667 in \secref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
668 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
669 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
670 in \tabref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
671 funzione per la lettura delle directory.
673 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
674 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
675 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
676 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
677 \capref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
678 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
680 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
682 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
684 Apre un \textit{directory stream}.
686 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
687 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
688 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
689 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
692 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
693 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
694 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
695 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
696 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
699 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
700 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
701 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
704 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
706 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
708 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
710 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
711 caso di successo e -1 in caso di errore.}
714 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
715 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
716 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
717 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
718 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
719 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
720 per cambiare la directory di lavoro (vedi \secref{sec:file_work_dir}) a quella
721 relativa allo stream che si sta esaminando.
723 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
724 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
726 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
728 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
730 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
732 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
733 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
734 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
735 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
739 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
740 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
741 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
742 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
743 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
744 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
745 riportata in \figref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
746 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
747 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
748 lettura di una voce sullo stesso stream.
750 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
751 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
752 con i thread; il suo prototipo è:
754 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
756 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
757 struct dirent **result)}
759 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
761 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
762 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
765 La funzione restituisce in \param{result} (come \textit{value result
766 argument}) l'indirizzo dove sono stati salvati i dati, che di norma
767 corrisponde a quello della struttura precedentemente allocata e specificata
768 dall'argomento \param{entry} (anche se non è assicurato che la funzione usi lo
769 spazio fornito dall'utente).
771 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
772 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
773 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
774 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
775 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
776 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
777 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
778 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
779 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
780 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
781 inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo \var{st\_ino} di
785 \footnotesize \centering
786 \begin{minipage}[c]{15cm}
787 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
789 ino_t d_ino; /* inode number */
790 off_t d_off; /* offset to the next dirent */
791 unsigned short int d_reclen; /* length of this record */
792 unsigned char d_type; /* type of file */
793 char d_name[256]; /* We must not include limits.h! */
798 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
800 \label{fig:file_dirent_struct}
803 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
804 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
805 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
806 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
807 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
812 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
814 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
817 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
818 \const{DT\_REG} & file normale. \\
819 \const{DT\_DIR} & directory. \\
820 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
821 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
822 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
823 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
826 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
827 della struttura \struct{dirent}.}
828 \label{tab:file_dtype_macro}
831 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
832 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
833 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
834 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
835 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
836 \tabref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
837 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
838 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
840 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
841 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
843 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
844 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
847 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
848 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
849 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
850 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
851 \func{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
852 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
854 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
855 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
858 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
859 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
860 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
861 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \func{telldir}, che
862 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
863 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
864 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
866 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
867 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
868 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
869 valore errato per \param{dir}.}
872 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
873 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
876 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
878 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
880 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
884 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
885 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
887 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
889 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
891 Chiude un \textit{directory stream}.
893 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
894 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
897 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
898 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
899 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
900 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
901 libc4.} ed il suo prototipo è:
902 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
903 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
904 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
906 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
908 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
909 trovate, e -1 altrimenti.}
912 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
913 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
914 controllano rispettivamente la selezione di una voce (\param{select}) e
915 l'ordinamento di tutte le voci selezionate (\param{compar}).
917 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
918 \param{dir}, passando ciascuna di esse come argomento alla funzione di
919 \param{select}; se questa ritorna un valore diverso da zero la voce viene
920 inserita in una struttura allocata dinamicamente con \func{malloc}, qualora si
921 specifichi un valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le
922 voci. Tutte le voci selezionate vengono poi inserite un una lista (anch'essa
923 allocata con \func{malloc}, che viene riordinata tramite \func{qsort} usando
924 la funzione \param{compar} come criterio di ordinamento; alla fine l'indirizzo
925 della lista ordinata è restituito nell'argomento \param{namelist}.
927 Per l'ordinamento sono disponibili anche due funzioni predefinite,
928 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
932 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
934 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
936 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
938 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
939 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
940 maggiore del secondo.}
943 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
944 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
945 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
946 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
947 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
948 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
949 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
950 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
951 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
952 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
953 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \file{file10} viene comunque
956 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
957 \figref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
958 programma che, usando la routine di scansione illustrata in
959 \figref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory e
960 la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
966 #include <sys/types.h>
967 #include <sys/stat.h>
968 #include <dirent.h> /* directory */
969 #include <stdlib.h> /* C standard library */
972 /* computation function for DirScan */
973 int do_ls(struct dirent * direntry);
975 int main(int argc, char *argv[])
978 if ((argc - optind) != 1) { /* There must be remaing parameters */
979 printf("Wrong number of arguments %d\n", argc - optind);
982 DirScan(argv[1], do_ls);
986 * Routine to print file name and size inside DirScan
988 int do_ls(struct dirent * direntry)
992 stat(direntry->d_name, &data); /* get stat data */
993 printf("File: %s \t size: %d\n", direntry->d_name, data.st_size);
997 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
999 \label{fig:file_my_ls}
1002 Il programma è estremamente semplice; in \figref{fig:file_my_ls} si è omessa
1003 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
1004 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
1005 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
1007 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
1008 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un parametro (che indicherà la
1009 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
1010 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
1011 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
1013 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
1014 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
1015 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
1016 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
1017 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
1019 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
1020 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
1021 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
1022 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
1024 \begin{figure}[!htb]
1026 \begin{lstlisting}{}
1027 #include <sys/types.h>
1028 #include <sys/stat.h>
1029 #include <dirent.h> /* directory */
1030 #include <stdlib.h> /* C standard library */
1036 * Input: the directory name and a computation function
1037 * Return: 0 if OK, -1 on errors
1039 int DirScan(char * dirname, int(*compute)(struct dirent *))
1042 struct dirent *direntry;
1044 if ( (dir = opendir(dirname)) == NULL) { /* oper directory */
1045 printf("Opening %s\n", dirname); /* on error print messages */
1046 perror("Cannot open directory"); /* and then return */
1049 fd = dirfd(dir); /* get file descriptor */
1050 fchdir(fd); /* change directory */
1051 /* loop on directory entries */
1052 while ( (direntry = readdir(dir)) != NULL) { /* read entry */
1053 if (compute(direntry)) { /* execute function on it */
1054 return -1; /* on error return */
1062 \caption{Codice della routine di scansione di una directory contenuta nel
1063 file \file{DirScan.c}.}
1064 \label{fig:file_dirscan}
1067 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1068 in \figref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette di
1069 eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di una
1070 directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1071 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1074 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1075 (vedi \secref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione \func{dirfd}
1076 e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir}
1077 su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
1078 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
1079 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
1080 \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
1081 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
1082 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
1083 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
1086 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1087 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1088 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1089 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1090 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1091 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1092 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1093 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1096 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1097 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1098 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1099 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1100 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1101 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1102 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1103 concluse con successo.
1106 \subsection{La directory di lavoro}
1107 \label{sec:file_work_dir}
1109 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1110 directory corrente o directory di lavoro (\textit{current working directory})
1111 che è quella a cui si fa riferimento quando un pathname è espresso in forma
1112 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1115 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1116 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1117 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1118 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1119 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1120 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1121 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1123 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1124 della directory di lavoro corrente, per ottenere il pathname occorre usare una
1125 apposita funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui prototipo è:
1126 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1127 Legge il pathname della directory di lavoro corrente.
1129 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1130 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1131 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1133 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1135 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1136 lunghezza del pathname.
1137 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1138 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
1143 La funzione restituisce il pathname completo della directory di lavoro
1144 corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
1145 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
1146 buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il pathname
1147 completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le
1148 dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce un errore.
1150 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1151 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1152 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1153 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1154 della lunghezza esatta del pathname altrimenti. In questo caso ci si deve
1155 ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1157 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
1158 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
1159 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1160 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1161 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
1162 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
1163 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
1164 funzione è deprecata.
1166 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1167 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1168 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1169 che essendo costruita dalla shell può contenere un pathname comprendente anche
1170 dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
1171 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
1172 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1174 Per cambiare la directory di lavoro corrente si può usare la funzione
1175 \funcd{chdir} (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta
1176 appunto per \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1177 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1178 Cambia la directory di lavoro corrente in \param{pathname}.
1180 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1181 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1183 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1184 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1187 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1188 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1190 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1191 quale si hanno i permessi di accesso.
1193 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1194 tramite il file descriptor, e non solo tramite il pathname, per fare questo si
1195 usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1196 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1197 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1200 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1201 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1204 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1205 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1206 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1207 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1208 specificata da \param{fd}.
1212 \subsection{I file temporanei}
1213 \label{sec:file_temp_file}
1215 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1216 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1217 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1218 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1219 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1220 condition}\index{race condition} (si ricordi quanto visto in
1221 \secref{sec:proc_race_cond}).
1223 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1224 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1225 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1226 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1227 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1228 non esistente al momento dell'invocazione.
1230 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1231 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1233 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1234 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1235 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1236 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1237 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1238 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1239 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1240 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1242 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1243 fa nulla quando si passa \val{NULL} come parametro. Una funzione simile,
1244 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1245 esplicitamente, il suo prototipo è:
1246 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1247 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1248 non esistente al momento dell'invocazione.
1250 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1251 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1252 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1255 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1256 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1257 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1258 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1259 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1260 la prima valida delle seguenti:
1262 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1263 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
1264 \secref{sec:file_suid_sgid}).
1265 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1266 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1267 \item la directory \file{/tmp}.
1270 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1271 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1272 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1273 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1274 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1275 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1276 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1279 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1280 POSIX definisce la funzione \funcd{tempfile}, il cui prototipo è:
1281 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1282 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1284 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1285 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1286 caso \var{errno} assumerà i valori:
1288 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1289 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1291 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1292 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1294 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1295 \code{r+b}, si veda \secref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1296 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1297 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1298 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1299 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1300 condition}\index{race condition}.
1302 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1303 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1304 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1305 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1306 unico. La prima delle due è analoga a \funcd{tmpnam} e genera un nome casuale,
1308 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1309 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1312 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1313 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1316 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1319 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1320 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1321 alle possibili \textit{race condition}\index{race condition} date per
1322 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1323 il valore di usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il
1324 \acr{pid} del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26
1325 possibilità diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da
1326 indovinare. Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai
1329 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1330 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1332 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1333 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1334 finali di \param{template}.
1336 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1337 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1339 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1340 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1341 contenuto di \param{template} è indefinito.
1344 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1345 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1346 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1347 \secref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1348 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1349 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1350 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1351 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1352 contenuti del file.} (si veda \secref{sec:file_perm_overview}).
1354 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1355 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1356 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1357 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1358 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1359 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1361 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1362 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1365 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1367 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1369 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1370 \capref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione della
1371 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1372 condition}\index{race condition} non si pongono.
1375 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1376 \label{sec:file_infos}
1378 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1379 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1380 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1382 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1383 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1384 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1385 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1386 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1387 \secref{sec:file_access_control}).
1390 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1391 \label{sec:file_stat}
1393 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1394 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1395 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1396 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1399 \headdecl{sys/types.h}
1400 \headdecl{sys/stat.h}
1403 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1404 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1407 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1408 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1409 lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1411 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1412 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1413 descriptor \param{filedes}.
1415 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1416 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1417 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1418 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1420 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1421 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1423 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1424 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1425 usata da Linux è mostrata in \figref{fig:file_stat_struct}, così come
1426 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1427 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1428 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1430 \begin{figure}[!htb]
1433 \begin{minipage}[c]{15cm}
1434 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1436 dev_t st_dev; /* device */
1437 ino_t st_ino; /* inode */
1438 mode_t st_mode; /* protection */
1439 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
1440 uid_t st_uid; /* user ID of owner */
1441 gid_t st_gid; /* group ID of owner */
1442 dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
1443 off_t st_size; /* total size, in bytes */
1444 unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
1445 unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
1446 time_t st_atime; /* time of last access */
1447 time_t st_mtime; /* time of last modification */
1448 time_t st_ctime; /* time of last change */
1453 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1455 \label{fig:file_stat_struct}
1458 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1459 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1460 \tabref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1463 \subsection{I tipi di file}
1464 \label{sec:file_types}
1466 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1467 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1468 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1469 \var{st\_mode} (che che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1471 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1472 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1473 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1474 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1475 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1476 \var{st\_mode} è riportato in \tabref{tab:file_type_macro}.
1480 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1482 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1485 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1486 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1487 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1488 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1489 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1490 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1491 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1494 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1495 \label{tab:file_type_macro}
1498 Oltre alle macro di \tabref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1499 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1500 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1501 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1502 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1504 Il primo valore dell'elenco di \tabref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1505 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1506 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1507 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1508 un'opportuna combinazione.
1513 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1515 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1518 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1519 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1520 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1521 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1522 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1523 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1524 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1525 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1527 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1528 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1529 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1531 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1532 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1533 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1534 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1536 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1537 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1538 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1539 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1541 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1542 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1543 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1544 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1547 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1548 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1549 \label{tab:file_mode_flags}
1552 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1553 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1555 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1556 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
1558 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1559 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1562 \subsection{Le dimensioni dei file}
1563 \label{sec:file_file_size}
1565 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1566 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1567 pathname che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1569 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1570 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1571 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1572 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1573 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1575 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1576 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1577 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1578 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1579 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la
1582 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1583 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1584 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1585 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1586 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1587 risultato di \cmd{ls}.
1589 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1590 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1591 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1592 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1594 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1595 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1596 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1597 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1599 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1600 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1601 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1603 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1604 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1605 descriptor \param{fd}.
1607 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1608 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1609 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1611 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1612 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1613 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1615 per \func{truncate} si hanno:
1617 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1618 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
1619 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1621 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1622 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1625 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1626 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1627 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1628 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1629 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1632 \subsection{I tempi dei file}
1633 \label{sec:file_file_times}
1635 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1636 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1637 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1638 della struttura \struct{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato
1639 di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1640 \tabref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle funzioni
1641 che effettuano cambiamenti su di essi.
1646 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1648 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1649 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1652 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1653 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1654 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1655 \func{utime} & default\\
1656 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1657 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1660 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1661 \label{tab:file_file_times}
1664 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1665 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1666 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1667 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1668 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1669 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1670 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1671 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1673 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1674 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1675 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1676 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1677 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1679 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1680 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1681 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1682 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1683 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1684 nell'ultima colonna di \tabref{tab:file_file_times}.
1689 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1691 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1692 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1693 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1694 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1695 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1696 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1699 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1700 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1701 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1702 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1703 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1704 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1705 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1706 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1709 \func{chmod}, \func{fchmod}
1710 & & &$\bullet$& & & & \\
1711 \func{chown}, \func{fchown}
1712 & & &$\bullet$& & & & \\
1714 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1715 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1716 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1717 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1718 &$\bullet$& & & & & & \\
1720 & & &$\bullet$& & & & \\
1722 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1724 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1726 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1728 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1729 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1730 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1731 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1732 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1734 &$\bullet$& & & & & & \\
1736 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1737 \func{unlink}\\ \func{remove}
1738 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1739 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1740 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1741 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1742 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1743 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1744 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1746 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1748 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1750 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1753 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1754 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1755 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1756 \label{tab:file_times_effects}
1759 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1760 illustrato in \tabref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1761 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1762 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1763 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1764 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1766 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1767 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1768 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1769 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1770 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1773 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1774 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1775 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1776 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1777 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1780 \subsection{La funzione \func{utime}}
1781 \label{sec:file_utime}
1783 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1784 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1785 \begin{prototype}{utime.h}
1786 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1788 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1789 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1790 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1792 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1793 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1795 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1796 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1800 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1801 \struct{utimebuf}, la cui definizione è riportata in
1802 \figref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1803 valori che si vogliono impostare per tempi.
1805 \begin{figure}[!htb]
1806 \footnotesize \centering
1807 \begin{minipage}[c]{15cm}
1808 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1810 time_t actime; /* access time */
1811 time_t modtime; /* modification time */
1816 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1818 \label{fig:struct_utimebuf}
1821 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1822 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1823 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1824 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1825 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1827 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1828 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1829 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1830 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1831 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1832 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1833 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1834 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1839 \section{Il controllo di accesso ai file}
1840 \label{sec:file_access_control}
1842 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1843 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1844 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1845 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1846 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1847 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1848 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1851 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1852 \label{sec:file_perm_overview}
1854 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1855 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1856 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1857 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1858 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1859 \struct{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1860 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1861 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1862 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1865 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1866 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1867 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1868 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1869 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1870 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1871 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1872 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1873 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1875 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1877 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1878 dall'inglese \textit{write}).
1879 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1880 dall'inglese \textit{execute}).
1882 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1884 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1885 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1887 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1890 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1891 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1892 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1893 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1897 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1898 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1899 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{fstat}.}
1900 \label{fig:file_perm_bit}
1903 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1904 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1905 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1906 \secref{sec:file_suid_sgid} e \secref{sec:file_sticky}); lo schema di
1907 allocazione dei bit è riportato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1909 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1910 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1911 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1912 nuovo \figref{fig:file_stat_struct}).
1914 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1915 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1916 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1917 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1918 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1919 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1920 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1921 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1922 \var{st\_mode} sono riportate in \tabref{tab:file_bit_perm}.
1927 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1929 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1932 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1933 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1934 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1936 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1937 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1938 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1940 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1941 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1942 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1945 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1946 \texttt{<sys/stat.h>}}
1947 \label{tab:file_bit_perm}
1950 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1951 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1952 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1955 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1956 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1957 il pathname; lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1958 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1960 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1961 essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed è distinto dal permesso
1962 di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1964 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1965 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1966 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1967 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1970 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1971 (si veda quanto riportato in \tabref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1972 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1973 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1974 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1976 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1977 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1978 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1979 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1980 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1981 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1982 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1984 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1985 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1986 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1989 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1990 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1991 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1992 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1993 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1994 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1995 \secref{sec:file_sticky}).
1997 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1998 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1999 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
2000 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
2001 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
2002 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli gli
2003 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
2004 \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
2005 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
2008 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
2009 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
2010 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
2011 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
2012 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
2013 cui l'utente appartiene.
2015 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
2016 di accesso sono i seguenti:
2018 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
2019 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
2020 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
2022 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
2023 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
2026 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
2027 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
2028 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
2029 impostato, l'accesso è consentito
2030 \item altrimenti l'accesso è negato
2032 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
2033 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
2035 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
2037 \item altrimenti l'accesso è negato
2039 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
2040 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
2043 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
2044 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
2045 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
2046 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
2047 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
2048 tutti gli altri non vengono controllati.
2051 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
2052 \label{sec:file_suid_sgid}
2054 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
2055 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
2056 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
2057 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
2058 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
2059 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
2060 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
2062 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
2063 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
2064 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
2065 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
2066 corrispondono dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
2068 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
2069 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
2070 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
2071 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
2072 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
2073 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
2076 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2077 di usare programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio classico è
2078 il comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle
2079 password, quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore,
2080 ma non è necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria
2081 password. Infatti il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit
2082 \acr{suid} impostato per cui quando viene lanciato da un utente normale parte
2083 con i privilegi di root.
2085 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2086 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2087 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2088 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2089 dettaglio in \secref{sec:proc_perms}).
2091 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2092 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2093 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2094 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2095 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2096 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2097 riportati in \tabref{tab:file_mode_flags}.
2099 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2100 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2101 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2102 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
2105 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
2106 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2107 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2108 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
2109 dettaglio più avanti, in \secref{sec:file_mand_locking}).
2112 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
2113 \label{sec:file_sticky}
2115 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2116 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2117 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
2118 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2119 si poteva impostare questo bit.
2121 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
2122 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
2123 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
2124 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
2125 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
2126 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
2127 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
2128 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
2130 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2131 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2132 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2133 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2134 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2136 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
2137 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
2138 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2139 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2140 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2141 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2144 \item l'utente è proprietario del file
2145 \item l'utente è proprietario della directory
2146 \item l'utente è l'amministratore
2148 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2149 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2152 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2154 quindi con lo \textsl{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2155 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2156 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2157 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2158 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2159 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2162 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
2163 \label{sec:file_ownership}
2165 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2166 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2167 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2168 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema di presenta
2169 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2170 \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
2172 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2173 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2174 due diverse possibilità:
2176 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2177 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2180 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2181 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2182 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2183 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2184 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2186 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2187 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2188 partenza, in tutte le sotto-directory.
2190 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2191 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2192 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2193 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2194 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2195 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2198 \subsection{La funzione \func{access}}
2199 \label{sec:file_access}
2201 Come visto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2202 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo; ci
2203 sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID reale
2204 ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e \acr{gid}
2205 relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come accennato in
2206 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
2207 \secref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2209 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2210 \begin{prototype}{unistd.h}
2211 {int access(const char *pathname, int mode)}
2213 Verifica i permessi di accesso.
2215 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2216 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2219 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2220 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2221 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2222 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2223 un filesystem montato in sola lettura.
2225 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2226 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2229 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2230 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2231 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2232 riportate in \tabref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario delle
2233 stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del
2234 file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK}, o
2235 anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si riferisca
2236 ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto sul file a
2237 cui esso fa riferimento.
2239 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2240 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2241 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2242 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2243 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2244 contrario (o di errore) ritorna -1.
2248 \begin{tabular}{|c|l|}
2250 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2253 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2254 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2255 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2256 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2259 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2261 \label{tab:file_access_mode_val}
2264 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2265 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2266 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
2267 permessi per accedere ad un certo file.
2270 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
2271 \label{sec:file_chmod}
2273 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2274 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2275 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2277 \headdecl{sys/types.h}
2278 \headdecl{sys/stat.h}
2280 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2281 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2283 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2284 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2286 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2287 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2289 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2290 proprietario del file o non è zero.
2291 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2293 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2294 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2295 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2298 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2299 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2300 \tabref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2306 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2308 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2311 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
2312 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
2313 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
2315 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2316 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2317 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2318 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2320 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2321 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2322 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2323 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2325 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2326 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2327 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2328 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2331 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2332 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2333 \label{tab:file_permission_const}
2336 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2337 in \tabref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2338 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2339 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2340 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2341 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2342 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in \figref{fig:file_perm_bit}.
2344 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2345 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2346 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2347 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2348 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2350 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2351 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2352 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2353 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2354 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2356 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2357 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2358 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2359 in particolare accade che:
2361 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
2362 l'user-ID effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
2363 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
2365 \item per quanto detto in \secref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
2366 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
2367 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
2368 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
2369 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
2370 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
2371 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
2372 l'user-ID effettivo del processo è zero).
2375 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2376 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2377 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2378 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2379 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2380 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2381 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2382 perdita di questo privilegio.
2384 \subsection{La funzione \func{umask}}
2385 \label{sec:file_umask}
2387 Oltre che dai valori indicati in sede di creazione, i permessi assegnati ai
2388 nuovi file sono controllati anche da una maschera di bit impostata con la
2389 funzione \funcd{umask}, il cui prototipo è:
2390 \begin{prototype}{stat.h}
2391 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2393 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2394 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2396 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2397 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2400 Questa maschera è una caratteristica di ogni processo\footnote{è infatti
2401 contenuta nel campo \param{umask} di \struct{fs\_struct}, vedi
2402 \figref{fig:proc_task_struct}.} e viene utilizzata per impedire che alcuni
2403 permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit
2404 indicati nella maschera vengono infatti esclusi quando un nuovo file viene
2407 In genere questa maschera serve per impostare un valore predefinito dei
2408 permessi che ne escluda alcuni (usualmente quello di scrittura per il gruppo e
2409 gli altri, corrispondente ad un valore di $022$). Essa è utile perché le
2410 routine dell'interfaccia ANSI C degli stream non prevedono l'esistenza dei
2411 permessi, e pertanto tutti i nuovi file vengono sempre creati con un valore di
2412 $666$ (cioè permessi di lettura e scrittura per tutti, si veda
2413 \tabref{tab:file_permission_const} per un confronto); in questo modo è
2414 possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti, senza doverlo fare
2417 In genere il valore di \func{umask} viene stabilito una volta per tutte al
2418 login a $022$, e di norma gli utenti non hanno motivi per modificarlo. Se però
2419 si vuole che un processo possa creare un file che chiunque possa leggere
2420 allora occorrerà cambiare il valore di \func{umask}.
2423 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2424 \label{sec:file_chown}
2426 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2427 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2428 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2431 \headdecl{sys/types.h}
2432 \headdecl{sys/stat.h}
2434 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2435 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2436 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2438 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2439 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2441 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2442 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2444 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2445 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2447 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2448 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2449 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2450 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2453 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2454 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2455 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2456 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2457 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2458 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2460 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2461 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2462 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2463 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2464 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2465 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2466 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2467 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2468 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2470 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2471 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2472 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2473 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2474 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2476 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2477 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2478 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2479 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
2480 %\secref{sec:file_times}).
2483 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2484 \label{sec:file_riepilogo}
2486 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2487 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2488 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2489 da poter fornire un quadro d'insieme.
2491 In \tabref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari bit
2492 per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario,
2493 gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2494 \secref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non ha
2495 alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2500 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2502 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2503 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2504 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2505 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2506 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2508 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2511 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2512 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2513 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2514 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2515 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2516 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2517 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2518 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2519 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2520 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2521 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2522 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2523 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2526 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2528 \label{tab:file_fileperm_bits}
2531 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2532 \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione illustrata anche in
2533 \figref{fig:file_perm_bit}.
2535 In \tabref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2536 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2537 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{stiky} con la notazione
2538 compatta illustrata in \figref{fig:file_perm_bit}.
2543 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2545 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2546 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2547 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2548 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2549 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2551 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2554 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2555 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2556 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2557 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2558 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2559 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2560 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2561 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2562 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2563 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2564 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2565 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2568 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2570 \label{tab:file_dirperm_bits}
2573 Nelle tabelle si è indicato con $-$ il fatto che il valore degli altri bit non
2574 è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2575 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2576 riportato esplicitamente.
2579 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2580 \label{sec:file_chroot}
2582 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2583 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2584 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2587 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una directory
2588 di lavoro corrente, ha anche una directory radice,\footnote{entrambe sono
2589 contenute in due campi di \struct{fs\_struct}, vedi
2590 \figref{fig:proc_task_struct}.} che è la directory che per il processo
2591 costituisce la radice dell'albero dei file e rispetto alla quale vengono
2592 risolti i pathname assoluti (si ricordi quanto detto in
2593 \secref{sec:file_organization}). La radice viene ereditata dal padre per ogni
2594 processo figlio, e quindi di norma coincide con la \file{/} del sistema.
2596 In certe situazioni però per motivi di sicurezza non si vuole che un processo
2597 possa accedere a tutto il filesystem; per questo si può cambiare la directory
2598 radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
2599 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2600 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2603 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2604 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2606 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2608 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2609 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2610 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2612 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2613 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni pathname assoluto sarà
2614 risolto a partire da essa, rendendo impossibile accedere alla parte di albero
2615 sovrastante; si ha cioè quella che viene chiamata una \textit{chroot jail}.
2617 Solo l'amministratore può usare questa funzione, e la nuova radice, per quanto
2618 detto in \secref{sec:proc_fork}, sarà ereditata da tutti i processi figli. Si
2619 tenga presente che la funzione non cambia la directory di lavoro corrente, che
2620 potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot jail}.
2622 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2623 si cedono i privilegi di root. Infatti se in qualche modo il processo ha una
2624 directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà comunque
2625 accedere a tutto il filesystem usando pathname relativi.
2627 Ma quando ad un processo restano i privilegi di root esso potrà sempre portare
2628 la directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail} creando una
2629 sotto-directory ed eseguendo una \func{chroot} su di essa. Per questo motivo
2630 l'uso di questa funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei
2631 privilegi di root per le sue normali operazioni.
2633 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2634 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2635 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2636 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2637 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2638 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2640 %%% Local Variables:
2642 %%% TeX-master: "gapil"