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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
58 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
59 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
60 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
61 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
62 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
63 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
64 del VFS. L'interfaccia è estremamente complessa, ne faremo pertanto una
65 trattazione estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
68 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
69 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
70 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
71 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
72 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
73 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
74 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
75 \procfile{/proc/filesystems}.
78 \footnotesize \centering
79 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
80 \includestruct{listati/file_system_type.h}
83 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
84 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
85 \label{fig:kstruct_file_system_type}
88 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
89 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
90 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
91 parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount}.} contiene i
92 riferimenti alle funzioni di base che consentono l'utilizzo di quel
93 filesystem. In particolare la funzione \code{mount} del quarto campo è quella
94 che verrà invocata tutte le volte che si dovrà effettuare il montaggio di un
95 filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo filesystem si dovrà allocare una di
96 queste strutture ed inizializzare i relativi campi con i dati specifici diquel
97 filesystem, ed in particolare si dovra creare anche la relativa versione della
98 funzione \code{mount}.
100 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
101 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
102 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
103 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
104 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
105 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
106 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
107 generico che sta sul filesystem.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata
108 alla funzione \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al
109 \textit{pathname} della directory in cui il filesystem è stato montato.
111 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
113 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
114 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
115 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
116 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
117 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
118 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
119 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua ci darà, tramite
120 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
122 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
123 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
124 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
125 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
126 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup} dell'inode
127 associato alla \textit{dentry} precedente nella risoluzione del
128 \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una directory, per cui si può
129 cercare al suo interno il nome di un file.} il cui scopo è risolvere il nome
130 mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a questo punto verrà inserita
133 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
134 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
135 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
136 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
137 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
138 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
139 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
142 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
143 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
144 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
145 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
146 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
147 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
148 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
149 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
150 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
152 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
153 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
154 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
155 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
156 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
157 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
158 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
159 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
161 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
162 definizione si è riportato un estratto in
163 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
164 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
165 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
166 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
167 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
168 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
171 \footnotesize \centering
172 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
173 \includestruct{listati/inode.h}
176 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
177 \texttt{include/linux/fs.h}).}
178 \label{fig:kstruct_inode}
181 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
182 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
183 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
184 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
185 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
186 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
187 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
188 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
189 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
190 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
192 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
193 è un puntatore ad una funzione, e, come suggerisce il nome della struttura
194 stessa, queste funzioni, le principali delle quali sono riportate in
195 tab.~\ref{tab:file_inode_operations}) sono quelle che definiscono le
196 operazioni che il VFS può compiere su un \textit{inode}.
201 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
203 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
206 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
207 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
208 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
209 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
210 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
211 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
212 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
213 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
214 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
215 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
216 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
217 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
218 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
219 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
220 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
221 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
222 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
225 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
226 \kstruct{inode\_operation}.}
227 \label{tab:file_inode_operations}
230 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
231 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
232 directory che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
233 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
234 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
235 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
238 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
239 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori alla
240 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e quel punto le
241 strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di quel filesystem otterranno
242 il puntatore a detta istanza di \kstruct{inode\_operation} e verranno
243 automaticamente usate le funzioni corrette.
245 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
246 funzione \texttt{open} che invece è citata in
247 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
248 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
249 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
250 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
251 file richiede comunque un'altra operazione: l'allocazione di una struttura di
252 tipo \kstruct{file} che viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
254 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
255 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
256 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
257 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
258 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
260 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
261 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
262 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
263 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
264 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
265 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
268 \footnotesize \centering
269 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
270 \includestruct{listati/file.h}
273 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
274 \texttt{include/linux/fs.h}).}
275 \label{fig:kstruct_file}
278 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
279 contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia dei file
280 descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore \struct{f\_op}
281 ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga per i file di
282 \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche fornite dal
283 VFS per i file. Si sono riportate in tab.~\ref{tab:file_file_operations} le
289 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
291 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
294 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
295 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
296 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
297 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
298 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
299 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
300 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
301 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
302 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
303 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
304 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
305 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
306 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
307 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
308 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
310 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
311 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
312 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
313 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
316 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
317 \label{tab:file_file_operations}
320 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
321 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
322 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
323 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
324 file, assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
325 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
326 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
327 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
329 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
330 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation}
331 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
332 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio una \code{seek}
333 non è realizzabile per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo,
334 mentre sui file del filesystem \texttt{vfat} non sono disponibili i permessi,
335 ma resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni
336 sui file restano sempre le stesse nonostante le enormi differenze che possono
337 esserci negli oggetti a cui si applicano.
340 \itindend{Virtual~File~System}
343 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
344 \label{sec:file_filesystem}
346 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
347 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
348 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
349 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
350 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
351 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
352 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
353 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
355 Lo spazio fisico di un disco viene usualmente diviso in partizioni; ogni
356 partizione può contenere un filesystem. Una possibile strutturazione
357 dell'informazione su un disco è riportata in fig.~\ref{fig:file_disk_filesys},
358 in essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del filesystem
359 \acr{ext2}, che prevede una separazione dei dati in \textit{block group} che
360 replicano il cosiddetto \textit{superblock} (sulle caratteristiche di
361 \acr{ext2} e derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}). È comunque
362 caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix, indipendentemente da
363 come poi viene strutturata nei dettagli questa informazione, prevedere una
364 divisione fra la lista degli \itindex{inode} \textit{inode} e lo spazio a
365 disposizione per i dati e le directory.\footnote{questo non è del tutto vero
366 per filesystem evoluti come \textsl{btrfs}, ma per il momento limitiamoci
367 alla implementazione classica.}
371 \includegraphics[width=14cm]{img/disk_struct}
372 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
374 \label{fig:file_disk_filesys}
377 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
378 dell'informazione all'interno del singolo filesystem, tralasciando i dettagli
379 relativi al funzionamento del filesystem stesso come la strutturazione in
380 gruppi dei blocchi, il superblock e tutti i dati di gestione possiamo
381 esemplificare la situazione con uno schema come quello esposto in
382 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
386 \includegraphics[width=14cm]{img/filesys_struct}
387 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
388 \label{fig:file_filesys_detail}
391 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
392 caratteristiche di base di un filesystem, sulle quali è bene porre attenzione
393 visto che sono fondamentali per capire il funzionamento delle funzioni che
394 manipolano i file e le directory che tratteremo nel prossimo capitolo; in
395 particolare è opportuno ricordare sempre che:
399 \item L'\textit{inode} \itindex{inode} contiene tutte le informazioni (i
400 cosiddetti \textsl{metadati}) riguardanti il file: il tipo di file, i
401 permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai blocchi fisici che
402 contengono i dati e così via. Le informazioni che la funzione \func{stat}
403 (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono dall'\textit{inode}.
404 Dentro una directory si troverà solo il nome del file e il numero
405 \itindex{inode} dell'\textit{inode} ad esso associato, cioè quella che da
406 qui in poi chiameremo una \textsl{voce} (come traduzione dell'inglese
407 \textit{directory entry}, che non useremo anche per evitare confusione con
408 le \textit{dentry} del kernel di cui si parlava in
409 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}).
411 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si possono avere più
412 voci che puntano allo stesso \textit{inode}. Ogni \textit{inode} ha un
413 contatore che contiene il numero di riferimenti che sono stati fatti ad esso
414 (il cosiddetto \textit{link count}); solo quando questo contatore si annulla
415 i dati del file vengono effettivamente rimossi dal disco. Per questo la
416 funzione per cancellare un file si chiama \func{unlink} (vedi
417 sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella affatto i dati del
418 file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una directory e
419 decrementare il numero di riferimenti \itindex{inode} nell'\textit{inode}.
421 \item Il numero di \textit{inode} nella voce si riferisce ad un \textit{inode}
422 nello stesso filesystem e non ci può essere una directory che contiene
423 riferimenti ad \itindex{inode} \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
424 Questo limita l'uso del comando \cmd{ln} (che crea una nuova voce per un
425 file esistente con la funzione \func{link}) al filesystem corrente.
427 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem, il contenuto
428 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
429 nuova voce per \itindex{inode} l'\textit{inode} in questione e rimossa la
430 vecchia (questa è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv}
431 attraverso la funzione \func{rename}, vedi
432 sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione non modifica minimamente
433 neanche l'\textit{inode} del file dato che non si opera su questo ma sulla
434 directory che lo contiene.
436 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati} ed i
437 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
438 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
439 possibile sia esaurire lo spazio disco (caso più comune) che lo spazio per
440 gli \textit{inode}, nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
441 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
442 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci sono.
446 Infine si noti che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti esiste
447 anche per le directory; per cui, se a partire dalla situazione mostrata in
448 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory \file{img}
449 nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella in
450 fig.~\ref{fig:file_dirs_link}, dove per chiarezza abbiamo aggiunto dei numeri
451 di \itindex{inode} inode.
455 \includegraphics[width=14cm]{img/dir_links}
456 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
457 \label{fig:file_dirs_link}
460 La nuova directory avrà allora un numero di riferimenti pari a due, in quanto
461 è referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la
462 nuova voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce ``\texttt{.}'' che
463 è sempre inserita in ogni directory; questo vale sempre per ogni directory che
464 non contenga a sua volta altre directory. Al contempo, la directory da cui si
465 era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno tre, in quanto adesso sarà
466 referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di \texttt{img}.
469 \subsection{I filesystem di uso comune}
470 \label{sec:file_ext2}
472 Il filesystem standard più usato con Linux è il cosiddetto \textit{third
473 extended filesystem}, identificato dalla sigla \acr{ext3}.\footnote{si fa
474 riferimento al momento della stesura di questo paragrafo, l'inizio del
475 2010.} Esso nasce come evoluzione del precedente \textit{second extended
476 filesystem}, o \acr{ext2}, di cui eredita gran parte delle caratteristiche
477 di base, per questo motivo parleremo anzitutto di questo, dato che molto di
478 quanto diremo si applica anche ad \acr{ext3}. A partire dal kernel 2.6.XX è
479 stato dichiarato stabile il nuovo filsesystem \textit{ext4}, ulteriore
480 evoluzione di \textit{ext3} dotato di molte caratteristiche avanzate, che sta
481 iniziando a sostituirlo gradualmente.
483 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo di Linux a partire dalle
484 prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un filesystem
485 standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256 caratteri,
486 estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino a 4~Tb. I
487 successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di questo
488 filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni significative ne
489 mantengono in sostanza le caratteristiche fondamentali.
491 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
492 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
495 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
496 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
497 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
498 ereditano i suoi attributi.
499 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
500 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
501 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
502 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
503 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
504 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
505 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
506 file e subdirectory ereditano sia il \acr{gid} che lo \acr{sgid}.
507 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
508 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze (blocchi più grandi
509 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco).
510 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
511 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode} dell'inode
512 (evitando letture multiple e spreco di spazio), non tutti i nomi però
513 possono essere gestiti così per limiti di spazio (il limite è 60 caratteri).
514 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
515 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
516 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
517 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
521 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
522 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
523 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
524 in gruppi di blocchi.\footnote{non si confonda questa definizione con
525 quella riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}; in quel caso si fa
526 riferimento alla struttura usata in user space per riportare i dati
527 contenuti in una directory generica, questa fa riferimento alla struttura
528 usata dal kernel per un filesystem \acr{ext2}, definita nel file
529 \texttt{ext2\_fs.h} nella directory \texttt{include/linux} dei sorgenti del
532 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
533 filesystem (superblock e descrittore del filesystem sono quindi ridondati) per
534 una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
535 superblock principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha inoltre
536 degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la distanza
537 fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
541 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
542 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extented filesystem}.}
543 \label{fig:file_ext2_dirs}
546 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
547 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
548 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
549 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
550 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
551 caratteri) senza sprecare spazio disco.
553 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte anche
554 alcune modifiche strutturali, la principale di queste è quella che
555 \textit{ext3} è un filesystem \textit{jounrnaled}, è cioè in grado di eseguire
556 una registrazione delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale
557 file interno) in modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati
558 del filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
559 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
560 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
561 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
562 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
563 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
564 della scrittura dei dati sul disco.
566 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
567 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
568 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
569 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list}, ottenendo un
570 forte guadagno di prestazioni in caso di directory contenenti un gran numero
573 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
574 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
575 % in caso di crash del sistema)
578 \subsection{La gestione dei filesystem}
579 \label{sec:sys_file_config}
581 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
582 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
583 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
584 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux\footnote{la funzione è specifica
585 di Linux e non è portabile.} si usa la funzione \funcd{mount} il cui
587 \begin{prototype}{sys/mount.h}
588 {mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype,
589 unsigned long mountflags, const void *data)}
591 Monta il filesystem di tipo \param{filesystemtype} contenuto in \param{source}
592 sulla directory \param{target}.
594 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
595 fallimento, nel qual caso gli errori comuni a tutti i filesystem che possono
596 essere restituiti in \var{errno} sono:
598 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
599 \item[\errcode{ENODEV}] \param{filesystemtype} non esiste o non è configurato
601 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
602 \param{source} quando era richiesto.
603 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
604 rimontato in read-only perché ci sono ancora file aperti in scrittura, o
605 \param{target} è ancora in uso.
606 \item[\errcode{EINVAL}] il device \param{source} presenta un
607 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
608 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
609 \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
610 quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
612 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
613 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato
614 di montare un filesystem disponibile in sola lettura senza averlo
615 specificato o il device \param{source} è su un filesystem montato con
616 l'opzione \const{MS\_NODEV}.
617 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
618 device \param{source} è sbagliato.
619 \item[\errcode{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
621 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
622 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} o \errval{ELOOP}.}
625 La funzione monta sulla directory \param{target}, detta \itindex{mount~point}
626 \textit{mount point}, il filesystem contenuto in \param{source}. In generale
627 un filesystem è contenuto su un disco, e l'operazione di montaggio corrisponde
628 a rendere visibile al sistema il contenuto del suddetto disco, identificato
629 attraverso il file di dispositivo ad esso associato.
631 Ma la struttura del \textit{Virtual File System} vista in
632 sez.~\ref{sec:file_vfs_work} è molto più flessibile e può essere usata anche
633 per oggetti diversi da un disco. Ad esempio usando il \textit{loop device} si
634 può montare un file qualunque (come l'immagine di un CD-ROM o di un floppy)
635 che contiene un filesystem, inoltre alcuni filesystem, come \file{proc} o
636 \file{devfs} sono del tutto virtuali, i loro dati sono generati al volo ad
637 ogni lettura, e passati al kernel ad ogni scrittura.
639 Il tipo di filesystem è specificato da \param{filesystemtype}, che deve essere
640 una delle stringhe riportate nel file \procfile{/proc/filesystems}, che
641 contiene l'elenco dei filesystem supportati dal kernel; nel caso si sia
642 indicato uno dei filesystem virtuali, il contenuto di \param{source} viene
645 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
646 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
647 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
648 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato.
650 Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
651 \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia
652 montare in diversi \itindex{mount~point} \textit{mount point} lo stesso
653 filesystem, sia montare più filesystem sullo stesso \itindex{mount~point}
654 \textit{mount point} (nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
655 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile).
657 Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
658 attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
659 disponibili in ogni filesystem), e vengono specificate come opzioni di
660 montaggio con l'argomento \param{mountflags}.
662 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
663 significativi sono un \itindex{magic~number} \textit{magic
664 number}\footnote{che nel caso è \code{0xC0ED}, si può usare la costante
665 \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
666 al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono usati per
667 specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e vanno
668 impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
669 valori riportati in tab.~\ref{tab:sys_mount_flags}.
674 \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
676 \textbf{Parametro} & \textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
679 \const{MS\_RDONLY} & 1 & Monta in sola lettura.\\
680 \const{MS\_NOSUID} & 2 & Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
681 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.\\
682 \const{MS\_NODEV} & 4 & Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.\\
683 \const{MS\_NOEXEC} & 8 & Impedisce di eseguire programmi.\\
684 \const{MS\_SYNCHRONOUS}& 16 & Abilita la scrittura sincrona.\\
685 \const{MS\_REMOUNT} & 32 & Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.\\
686 \const{MS\_MANDLOCK} & 64 & Consente il \textit{mandatory locking}
687 \itindex{mandatory~locking} (vedi
688 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).\\
689 \const{S\_WRITE} & 128 & Scrive normalmente.\\
690 \const{S\_APPEND} & 256 & Consente la scrittura solo in
691 \itindex{append~mode} \textit{append mode}
692 (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}).\\
693 \const{S\_IMMUTABLE} & 512 & Impedisce che si possano modificare i file.\\
694 \const{MS\_NOATIME} &1024 & Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
695 sez.~\ref{sec:file_file_times}).\\
696 \const{MS\_NODIRATIME}&2048 & Non aggiorna gli \textit{access time} delle
698 \const{MS\_BIND} &4096 & Monta il filesystem altrove.\\
699 \const{MS\_MOVE} &8192 & Sposta atomicamente il punto di montaggio.\\
702 \caption{Tabella dei codici dei flag di montaggio di un filesystem.}
703 \label{tab:sys_mount_flags}
706 % TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
707 % gli S_* non esistono più come segnalato da Alessio...
708 % verificare i readonly mount bind del 2.6.26
710 Per l'impostazione delle caratteristiche particolari di ciascun filesystem si
711 usa invece l'argomento \param{data} che serve per passare le ulteriori
712 informazioni necessarie, che ovviamente variano da filesystem a filesystem.
714 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
715 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
716 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
717 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
718 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
719 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
720 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
723 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
724 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
725 \begin{prototype}{sys/mount.h}{umount(const char *target)}
727 Smonta il filesystem montato sulla directory \param{target}.
729 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
730 fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
732 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
733 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
734 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
736 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
737 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} o \errval{ELOOP}.}
739 \noindent la funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è
740 montato e non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è
741 vero a partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate
742 separate e la funzione poteva essere usata anche specificando il file di
743 dispositivo.} in quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso
744 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
745 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
746 che è stato montato per ultimo.
748 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
749 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
750 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
751 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
752 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
754 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
755 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
756 risulti occupato; il suo prototipo è:
757 \begin{prototype}{sys/mount.h}{umount2(const char *target, int flags)}
759 La funzione è identica a \func{umount} per comportamento e codici di errore,
760 ma con \param{flags} si può specificare se forzare lo smontaggio.
763 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
764 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
765 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
766 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
767 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
768 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
769 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
771 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
773 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
774 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
775 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
776 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
779 \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
781 \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
783 Restituisce in \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è
784 posto il file specificato.
786 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
787 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
789 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
790 supporta la funzione.
792 e \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe, \errval{EBADF} per
793 \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
794 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs}.}
797 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
798 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
799 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
800 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
801 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
802 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
803 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
804 genere è il nome del filesystem stesso.
807 \footnotesize \centering
808 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
809 \includestruct{listati/statfs.h}
812 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
813 \label{fig:sys_statfs}
817 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
818 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
819 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
820 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
821 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
822 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
823 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
825 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
826 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
827 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
828 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
829 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
830 \cite{glibc} per la documentazione completa.
832 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
833 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
839 \section{La gestione di file e directory}
842 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
843 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
844 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
845 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
846 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
848 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
849 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
850 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
853 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
854 \label{sec:file_link}
856 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
857 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
858 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
859 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
861 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
862 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
863 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
866 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
867 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
868 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
869 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
870 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
871 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
872 suddetto \textit{inode}.
874 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
875 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
876 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
877 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
878 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
879 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
880 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
882 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
883 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
884 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
885 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
886 \begin{prototype}{unistd.h}
887 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
888 Crea un nuovo collegamento diretto.
890 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
891 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
893 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
894 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
895 \textit{mount point}.
896 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
897 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
898 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
900 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
901 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
902 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
904 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
905 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
906 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
909 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
910 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
911 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
912 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
913 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
914 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
915 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
916 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
918 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
919 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
920 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
921 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
922 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
923 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
924 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
925 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
926 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
927 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
929 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
930 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
931 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
932 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
933 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
934 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
935 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
936 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
937 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
939 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
940 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
941 nel caso di Linux questa capacità è stata completamente disabilitata, e al
942 tentativo di creare un link diretto ad una directory la funzione \func{link}
943 restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
945 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
946 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
947 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
948 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
949 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
950 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
951 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
952 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
953 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
954 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
955 \href{http://lwn.net/Articles/293902}
956 {\texttt{http://lwn.net/Articles/293902}}).} è stato adottato un
957 comportamento che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene
958 creato rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
960 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
961 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
962 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
963 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
964 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
965 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
966 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
967 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
968 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
969 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
970 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
971 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
972 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
973 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
974 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
975 differenza rispetto allo standard POSIX.}
977 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
978 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
979 suo prototipo è il seguente:
980 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
984 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
985 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
986 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
988 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
990 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
992 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
994 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
995 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
999 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1000 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1001 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1002 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1003 abbia privilegi sufficienti.}
1005 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1006 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1007 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1008 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1009 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1010 possono continuare ad utilizzarlo.
1012 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1013 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1014 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1015 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1016 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1017 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1018 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1019 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1021 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1022 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1023 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1024 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1025 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1026 tramite una singola system call.
1028 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1029 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1030 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1031 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1032 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1033 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1034 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1035 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1036 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1037 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1038 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1039 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1041 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1042 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1043 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1044 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1045 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1046 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1047 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1048 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1051 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1052 \label{sec:file_remove}
1054 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1055 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1056 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1057 funzione \funcd{remove}.
1059 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1060 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1061 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1062 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1063 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1064 Cancella un nome dal filesystem.
1066 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1067 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1069 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1070 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1071 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1074 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1075 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1076 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1077 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1078 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1079 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1082 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1083 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1084 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1085 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1087 \begin{prototype}{stdio.h}
1088 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1092 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1093 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1094 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1096 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1097 \param{oldpath} non è una directory.
1098 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1100 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1102 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1103 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1104 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1105 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1106 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1107 sotto-directory di se stessa.
1108 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1109 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1110 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1112 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1113 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1117 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1118 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1119 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1121 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1122 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1123 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1124 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1125 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1127 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1128 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1129 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1130 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1133 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1134 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1135 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1136 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1137 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1138 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1139 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1141 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1142 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1143 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1144 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1145 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1148 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1149 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1150 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1151 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1152 riferimento allo stesso file.
1155 \subsection{I link simbolici}
1156 \label{sec:file_symlink}
1158 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1159 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1160 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1161 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1162 eseguire un link diretto ad una directory.
1164 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1165 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1166 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1167 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1168 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1169 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1170 file che non esistono ancora.
1172 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1173 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1174 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1175 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1176 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1177 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1178 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1179 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1180 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1181 \begin{prototype}{unistd.h}
1182 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1183 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1186 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1187 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1189 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1190 supporta i link simbolici.
1191 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1192 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1193 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1194 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1197 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1198 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1202 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1203 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1204 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1205 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1206 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1208 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1209 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1210 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1211 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1212 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1213 direttamente sul suo contenuto.
1217 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1219 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1222 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1223 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1224 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1225 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1226 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1227 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1228 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1229 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1230 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1231 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1232 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1233 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1234 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1235 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1236 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1237 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1238 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1239 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1240 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1241 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1242 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1245 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1246 \label{tab:file_symb_effect}
1249 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1250 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1252 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1253 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1254 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1255 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1256 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1258 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1259 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1260 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1261 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1262 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1263 \begin{prototype}{unistd.h}
1264 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1265 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1266 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1268 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1269 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1270 \var{errno} assumerà i valori:
1272 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1275 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1276 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1280 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1281 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1282 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1283 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1287 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1288 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1289 \label{fig:file_link_loop}
1292 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1293 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1294 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1295 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1296 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1297 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1298 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1299 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1300 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1301 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1302 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1304 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1305 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1306 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1307 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1308 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1310 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1311 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1312 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1313 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1314 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1316 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1317 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1318 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1321 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1323 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1324 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1325 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1326 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1329 cat: temporaneo: No such file or directory
1331 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1332 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1335 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1336 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1338 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1339 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1340 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1341 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1342 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1343 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1344 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1345 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1346 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1348 \headdecl{sys/stat.h}
1349 \headdecl{sys/types.h}
1350 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1352 Crea una nuova directory.
1354 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1355 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1357 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1359 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1360 cui si vuole inserire la nuova directory.
1361 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1362 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1363 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1364 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1365 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1367 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1368 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1370 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1371 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1375 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1376 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1377 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1378 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1379 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1381 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1382 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1383 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1384 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1385 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1386 directory è impostata secondo quanto riportato in
1387 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1389 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1390 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1391 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1392 Cancella una directory.
1394 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1395 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1397 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1398 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1399 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\acr{uid} effettivo
1400 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1401 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1402 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1403 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1405 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1406 radice di qualche processo.
1407 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1409 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1410 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1413 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1414 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1415 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1416 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1418 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1419 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1420 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1421 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1422 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1423 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1424 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1425 file nella directory.
1428 \subsection{La creazione di file speciali}
1429 \label{sec:file_mknod}
1431 \index{file!di~dispositivo|(}
1433 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1434 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1435 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1436 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1437 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1438 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1440 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1441 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1442 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1443 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1446 \headdecl{sys/types.h}
1447 \headdecl{sys/stat.h}
1450 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1452 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1454 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1455 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1457 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1458 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1459 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1460 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1461 fifo, un socket o un dispositivo.
1462 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1464 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1465 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1466 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1469 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1470 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1471 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1472 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1473 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1474 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1475 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1476 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1478 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1479 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1480 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1481 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1482 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1483 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1484 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1487 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1488 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1489 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1490 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1491 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1492 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1493 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1494 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1495 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1496 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1497 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1498 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1499 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1500 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1502 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1503 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1504 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1505 semantica BSD per il filesystem (si veda
1506 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1507 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1509 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1510 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1511 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1512 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1513 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1514 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1515 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1516 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1517 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1518 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1521 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1522 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1523 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1524 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1525 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1526 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1527 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1528 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1529 sorgenti del kernel.
1531 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1532 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1533 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1534 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1535 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1536 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1537 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1538 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1539 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1541 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1542 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1543 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1544 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1545 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1547 \headdecl{sys/types.h}
1548 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1549 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1552 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1553 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1556 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1557 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1558 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1560 \headdecl{sys/types.h}
1561 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1563 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1564 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1567 \index{file!di~dispositivo|)}
1569 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1570 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1571 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1573 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1575 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1579 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1580 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1581 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1582 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1585 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1586 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1587 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1588 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1592 \subsection{Accesso alle directory}
1593 \label{sec:file_dir_read}
1595 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1596 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1597 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1598 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1599 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1600 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1601 funzioni di scrittura.
1603 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1604 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1605 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1606 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1607 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1608 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1609 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1610 funzione per la lettura delle directory.
1612 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1613 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1614 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1615 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1616 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1617 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1618 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1620 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1622 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1624 Apre un \textit{directory stream}.
1626 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1627 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1628 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1629 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1632 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1633 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1634 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1635 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1636 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1639 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1640 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1641 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1642 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1643 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1645 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
1646 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
1647 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
1648 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
1649 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
1650 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
1651 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1652 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1653 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
1654 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
1656 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1658 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
1660 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
1662 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
1663 caso di successo e -1 in caso di errore.}
1666 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
1667 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
1668 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
1669 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
1670 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
1671 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
1673 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
1674 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
1675 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
1676 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
1677 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
1678 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
1679 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1680 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
1681 700} .} il cui prototipo è:
1683 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1685 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
1687 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
1689 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1690 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1691 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
1694 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
1695 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
1696 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
1697 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
1698 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
1699 sez.~\ref{sec:file_openat}.
1701 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
1702 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
1703 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
1704 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
1705 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
1706 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
1707 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
1709 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
1710 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
1711 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
1713 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1715 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
1717 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1719 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
1720 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
1721 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
1722 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
1723 raggiunge la fine dello stream.}
1726 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
1727 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
1728 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
1729 esaurite tutte le voci in essa presenti.
1731 \begin{figure}[!htb]
1732 \footnotesize \centering
1733 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1734 \includestruct{listati/dirent.c}
1737 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
1739 \label{fig:file_dirent_struct}
1742 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
1743 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
1744 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
1745 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
1746 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
1747 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
1748 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
1749 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
1752 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1753 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
1754 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
1755 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
1756 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
1757 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
1760 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1762 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
1763 struct dirent **result)}
1765 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1767 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1768 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
1771 La funzione restituisce in \param{result} (come
1772 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
1773 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
1774 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
1775 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
1777 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
1778 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
1779 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
1780 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
1781 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
1782 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
1783 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
1784 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
1785 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
1786 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
1787 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
1790 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
1791 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
1792 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
1793 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
1794 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
1795 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
1800 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1802 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
1805 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
1806 \const{DT\_REG} & File normale.\\
1807 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
1808 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
1809 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
1810 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
1811 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
1812 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
1815 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
1816 della struttura \struct{dirent}.}
1817 \label{tab:file_dtype_macro}
1820 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
1821 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
1822 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
1823 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
1824 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
1825 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
1826 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
1827 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
1828 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
1829 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
1830 \const{DT\_UNKNOWN}.}
1832 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
1833 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
1834 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
1836 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
1837 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
1839 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
1840 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
1843 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
1844 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
1845 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
1846 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
1847 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
1848 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
1849 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
1850 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1851 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
1852 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
1853 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
1856 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
1857 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
1858 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
1859 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
1860 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
1861 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
1862 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
1863 conformità a POSIX.1-2001.}
1864 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
1865 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
1867 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
1868 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
1869 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
1870 valore errato per \param{dir}.}
1873 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
1874 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
1875 iniziale; il suo prototipo è:
1877 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1879 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
1881 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
1884 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
1885 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
1886 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
1888 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1890 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
1892 Chiude un \textit{directory stream}.
1894 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
1895 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
1898 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
1899 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
1900 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
1901 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
1902 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1903 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
1904 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
1905 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
1906 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
1908 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
1910 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
1911 trovate, e -1 altrimenti.}
1914 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
1915 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
1916 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
1917 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
1918 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
1920 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
1921 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
1922 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
1923 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
1924 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
1925 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
1926 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
1928 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
1929 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
1930 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
1931 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
1932 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
1933 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
1934 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
1935 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
1936 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
1937 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
1938 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
1939 si deve passare il suo indirizzo.}
1941 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
1942 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
1943 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
1947 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
1949 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
1951 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
1953 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
1954 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
1955 maggiore del secondo.}
1958 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
1959 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
1960 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
1961 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
1962 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
1963 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
1964 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
1965 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
1966 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
1967 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
1968 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
1969 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
1971 \begin{figure}[!htbp]
1972 \footnotesize \centering
1973 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
1974 \includecodesample{listati/my_ls.c}
1976 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
1978 \label{fig:file_my_ls}
1981 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
1982 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
1983 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
1984 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
1985 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
1988 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
1989 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
1990 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
1991 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
1993 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
1994 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
1995 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
1996 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
1997 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
1999 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2000 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2001 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2002 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2003 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2005 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2006 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2007 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2008 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2010 \begin{figure}[!htbp]
2011 \footnotesize \centering
2012 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2013 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2015 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2016 file \file{DirScan.c}.}
2017 \label{fig:file_dirscan}
2020 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2021 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2022 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2023 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2024 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2027 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2028 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2029 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2030 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2031 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2032 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2033 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2034 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2035 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2036 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2037 ottenere le dimensioni.}
2039 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2040 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2041 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2042 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2043 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2044 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2045 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2046 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2047 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2048 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2049 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2050 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2051 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2052 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2053 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2054 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2057 \subsection{La directory di lavoro}
2058 \label{sec:file_work_dir}
2062 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2063 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2064 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2065 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2066 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2067 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2068 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2069 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2070 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2072 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2073 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2074 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2075 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2076 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2077 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2078 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2080 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2081 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2082 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2083 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2084 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2085 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2087 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2088 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2090 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2091 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2092 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2094 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2096 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2097 lunghezza del \textit{pathname}.
2098 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2099 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2101 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2105 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2106 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2107 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2108 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2109 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2110 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2113 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2114 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2115 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2116 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2117 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2118 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2119 volta cessato il suo utilizzo.
2121 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2122 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2123 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2124 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2125 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2126 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2127 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2128 principale per cui questa funzione è deprecata.
2130 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2131 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2132 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2133 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2136 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2137 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2138 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2139 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2140 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2141 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2142 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2143 attraverso eventuali link simbolici.
2145 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2146 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2147 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2148 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2149 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2151 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2152 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2154 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2155 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2158 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2159 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2161 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2162 quale si hanno i permessi di accesso.
2164 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2165 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2166 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2167 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2168 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2171 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2172 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2175 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2176 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2177 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2178 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2179 specificata da \param{fd}.
2185 \subsection{I file temporanei}
2186 \label{sec:file_temp_file}
2188 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2189 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2190 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2191 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2192 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2193 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2194 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2196 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2197 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2198 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2199 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2200 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2201 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2202 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2204 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2205 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2208 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2209 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2210 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2211 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2212 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2213 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2214 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2215 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2216 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2217 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2218 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2221 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2222 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2223 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2224 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2225 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2226 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2228 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2229 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2230 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2233 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2234 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2235 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2236 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2237 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2238 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2240 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2241 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2242 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2243 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2244 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2245 \item la directory \file{/tmp}.
2248 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2249 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2250 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2251 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2252 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2253 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2254 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2257 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2258 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2259 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2260 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2261 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2263 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2264 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2265 caso \var{errno} assumerà i valori:
2267 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2268 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2270 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2271 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2274 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2275 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2276 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2277 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2278 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2279 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2280 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2282 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2283 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2284 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2285 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2286 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2288 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2289 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2291 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2292 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2295 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2299 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2300 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2301 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2302 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2303 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2304 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
2305 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2306 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2307 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2310 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2311 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2313 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2314 Genera un file temporaneo.
2316 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2317 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2319 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2320 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2321 contenuto di \param{template} è indefinito.
2325 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2326 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2327 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2328 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2329 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2330 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2331 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2332 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2333 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2334 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2335 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2336 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2337 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2338 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2339 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2340 Genera un file temporaneo.
2342 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2343 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2345 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2346 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2347 nell'apertura del file.
2350 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2351 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2352 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2353 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2354 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2355 Genera una directory temporanea.
2357 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2358 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2361 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2363 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2366 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2367 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2368 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2369 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2370 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2373 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2374 \label{sec:file_infos}
2376 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2377 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2378 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2379 nell'\textit{inode}.
2381 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2382 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2383 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2384 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2385 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2386 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2389 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2390 \label{sec:file_stat}
2392 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2393 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2394 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2395 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2397 \headdecl{sys/types.h}
2398 \headdecl{sys/stat.h}
2401 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2402 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2403 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2404 Legge le informazioni di un file.
2406 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2407 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2408 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2409 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2412 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2413 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2414 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2415 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2416 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2417 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2418 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2420 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2421 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2422 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2423 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2424 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2425 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2426 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2428 \begin{figure}[!htb]
2431 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2432 \includestruct{listati/stat.h}
2435 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2437 \label{fig:file_stat_struct}
2440 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2441 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2442 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2444 \subsection{I tipi di file}
2445 \label{sec:file_types}
2447 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2448 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2449 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2450 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2451 una struttura \struct{stat}.
2453 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2454 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2455 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2456 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2457 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2458 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2462 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2464 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2467 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2468 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2469 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2470 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2471 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2472 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2473 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2476 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2477 \label{tab:file_type_macro}
2480 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2481 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2482 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2483 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2484 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2486 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2487 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2488 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2489 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2490 un'opportuna combinazione.
2495 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2497 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2500 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2501 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2502 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2503 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2504 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2505 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2506 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2507 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2509 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2510 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2511 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2513 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2514 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2515 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2516 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2518 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2519 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2520 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2521 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2523 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2524 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2525 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2526 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2529 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2530 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2531 \label{tab:file_mode_flags}
2534 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2535 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2537 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2538 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2539 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2542 \subsection{Le dimensioni dei file}
2543 \label{sec:file_file_size}
2545 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2546 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2547 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2548 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2550 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2551 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2552 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2553 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2554 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2556 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2557 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2558 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2559 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2560 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2561 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2562 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2564 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2565 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2566 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2567 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2568 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2569 risultato di \cmd{ls}.
2571 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2572 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2573 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2574 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2576 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2577 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2578 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2579 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2583 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2585 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2587 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2589 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2590 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2591 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2593 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2594 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2595 file o non è aperto in scrittura.
2597 per \func{truncate} si hanno:
2599 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2600 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2602 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2604 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2605 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2608 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2609 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2610 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2611 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2612 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2615 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2616 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2617 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2618 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2619 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2620 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2621 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2623 \subsection{I tempi dei file}
2624 \label{sec:file_file_times}
2626 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2627 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2628 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2629 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2630 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2631 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2632 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2633 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2634 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2639 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2641 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2642 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2645 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
2646 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
2647 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
2648 \func{write}, \func{utime} & default\\
2649 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
2650 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
2653 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
2654 \label{tab:file_file_times}
2657 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
2658 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
2659 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
2660 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
2661 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
2662 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
2663 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
2664 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
2665 l'utilizzo di questo secondo tempo.
2667 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
2668 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
2669 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
2670 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
2671 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
2672 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
2673 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
2674 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
2675 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
2676 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
2677 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
2678 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
2679 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
2681 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
2682 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
2683 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
2684 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
2685 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
2686 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
2687 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
2689 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
2690 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
2691 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
2692 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
2693 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
2694 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
2695 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
2696 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
2697 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
2698 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
2699 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
2700 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
2701 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
2702 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
2707 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
2709 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
2710 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2711 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
2712 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2713 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
2714 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
2717 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
2718 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2719 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2720 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2721 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2722 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2723 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2724 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
2727 \func{chmod}, \func{fchmod}
2728 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2729 \func{chown}, \func{fchown}
2730 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2732 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2733 con \const{O\_CREATE} \\
2735 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2736 con \const{O\_TRUNC} \\
2738 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2740 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2742 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2744 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2746 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2748 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2749 con \const{O\_CREATE} \\
2751 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
2752 con \const{O\_TRUNC} \\
2754 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2756 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2758 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2759 se esegue \func{unlink}\\
2761 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
2762 se esegue \func{rmdir}\\
2764 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2765 per entrambi gli argomenti\\
2767 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2768 \func{truncate}, \func{ftruncate}
2769 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2771 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2773 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2775 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2778 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
2779 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
2780 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
2781 \label{tab:file_times_effects}
2785 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
2786 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
2787 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
2788 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
2789 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
2790 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
2791 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
2794 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
2795 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
2796 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
2797 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
2798 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
2799 tempi di quest'ultimo.
2801 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
2802 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
2803 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
2804 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
2805 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
2807 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
2808 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
2809 \begin{prototype}{utime.h}
2810 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
2811 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2813 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2814 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2816 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2817 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2819 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2822 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
2823 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
2824 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
2825 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
2826 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
2827 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
2829 \begin{figure}[!htb]
2830 \footnotesize \centering
2831 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2832 \includestruct{listati/utimbuf.h}
2835 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
2837 \label{fig:struct_utimebuf}
2840 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
2841 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
2842 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
2843 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
2844 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
2846 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
2847 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
2848 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
2849 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
2850 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
2851 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
2852 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
2853 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
2854 cosa è più complicata da realizzare.
2856 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
2857 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
2858 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
2859 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
2860 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2861 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
2862 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
2863 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
2864 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
2867 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
2868 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
2869 precisione; il suo prototipo è:
2872 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
2873 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2875 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2876 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2878 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2879 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2881 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2884 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
2885 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
2886 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
2887 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
2888 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
2889 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
2890 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
2892 \begin{figure}[!htb]
2893 \footnotesize \centering
2894 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2895 \includestruct{listati/timeval.h}
2898 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
2899 con la precisione del microsecondo.}
2900 \label{fig:sys_timeval_struct}
2903 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
2904 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
2905 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
2906 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
2907 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
2910 \headdecl{sys/time.h}
2912 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
2913 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
2915 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
2916 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
2919 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2920 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2921 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2923 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2924 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2928 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
2929 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
2930 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
2931 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
2932 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
2935 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
2936 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
2937 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
2938 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
2939 compito; i rispettivi prototipi sono:
2941 \headdecl{sys/time.h}
2943 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
2944 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
2946 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
2947 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
2950 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2951 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2952 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2954 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2955 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2959 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
2960 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
2961 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
2962 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
2964 \begin{figure}[!htb]
2965 \footnotesize \centering
2966 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2967 \includestruct{listati/timespec.h}
2970 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
2971 con la precisione del nanosecondo.}
2972 \label{fig:sys_timespec_struct}
2975 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
2976 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
2977 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
2978 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
2979 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
2980 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
2981 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
2982 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
2983 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
2984 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
2986 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
2987 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
2988 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
2989 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
2990 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
2991 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
2992 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
2993 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
2994 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
2995 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
2996 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
2997 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
2998 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
2999 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3000 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3001 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3002 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3003 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3006 \section{Il controllo di accesso ai file}
3007 \label{sec:file_access_control}
3009 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3010 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3011 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3012 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3013 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3014 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3015 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3018 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3019 \label{sec:file_perm_overview}
3021 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3022 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3023 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
3024 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3025 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3026 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3027 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3028 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3029 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3032 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3033 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3034 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3035 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3036 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3037 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3038 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3039 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3040 base associati ad ogni file sono:
3042 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3044 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3045 dall'inglese \textit{write}).
3046 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3047 dall'inglese \textit{execute}).
3049 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3051 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3052 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3054 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3057 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3058 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3059 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3060 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3064 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3065 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3066 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3067 \label{fig:file_perm_bit}
3070 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3071 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3072 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3073 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3074 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3075 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3077 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3078 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3079 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3080 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3082 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3083 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3084 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3085 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3086 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3087 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3088 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3089 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3090 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3095 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3097 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3100 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3101 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3102 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3104 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3105 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3106 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3108 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3109 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3110 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3113 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3114 \texttt{<sys/stat.h>}}
3115 \label{tab:file_bit_perm}
3118 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3119 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3120 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3123 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3124 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3125 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3126 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3127 diritto di esecuzione).
3129 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3130 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3131 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3132 che si può leggere il contenuto della directory.
3134 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3135 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3136 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3137 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3140 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3141 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3142 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3143 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3144 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3146 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3147 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3148 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3149 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3150 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3151 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3152 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3154 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3155 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3156 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3159 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3160 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3161 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3162 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3163 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3164 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3165 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3167 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3168 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3169 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3170 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\acr{uid} effettivo, il \acr{gid}
3171 effettivo e gli eventuali \acr{gid} supplementari del processo.\footnote{in
3172 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3173 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3174 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3175 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3178 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3179 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3180 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\acr{uid} effettivo e il \acr{gid} effettivo
3181 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
3182 lanciato il processo, mentre i \acr{gid} supplementari sono quelli dei gruppi
3183 cui l'utente appartiene.
3185 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3186 di accesso sono i seguenti:
3188 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è zero (corrispondente
3189 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3190 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3192 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
3193 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3196 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3197 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3198 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3199 impostato, l'accesso è consentito
3200 \item altrimenti l'accesso è negato
3202 \item Se il \acr{gid} effettivo del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
3203 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
3205 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3207 \item altrimenti l'accesso è negato
3209 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3210 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3213 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3214 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3215 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3216 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3217 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3218 tutti gli altri non vengono controllati.
3221 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3222 \label{sec:file_special_perm}
3227 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3228 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3229 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3230 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3231 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3232 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3233 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3235 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3236 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3237 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3238 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3239 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3241 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3242 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3243 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3244 kernel assegnerà come \acr{uid} effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
3245 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
3246 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \acr{gid} effettivo del
3249 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3250 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3251 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3252 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3253 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3254 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3255 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3258 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3259 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3260 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3261 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3262 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3264 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3265 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3266 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3267 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3268 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3269 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3270 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3272 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3273 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3274 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3275 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3278 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3279 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3280 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3281 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3282 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3283 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3289 \itindbeg{sticky~bit}
3291 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3292 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3293 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3294 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3295 si poteva impostare questo bit.
3297 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3298 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3299 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3300 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3301 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3302 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3303 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3304 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3306 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3307 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3308 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3309 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3310 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3312 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3313 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3314 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3315 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3316 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3317 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3320 \item l'utente è proprietario del file
3321 \item l'utente è proprietario della directory
3322 \item l'utente è l'amministratore
3324 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3325 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3328 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3330 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3331 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3332 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3333 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3334 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3335 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3337 \itindend{sticky~bit}
3339 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3340 \label{sec:file_perm_management}
3342 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3343 file viene fatto utilizzando l'\acr{uid} ed il \acr{gid} effettivo del processo;
3344 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\acr{uid}
3345 reale ed il \acr{gid} reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
3346 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3347 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3348 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3350 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3351 \begin{prototype}{unistd.h}
3352 {int access(const char *pathname, int mode)}
3354 Verifica i permessi di accesso.
3356 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3357 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3360 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3361 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3362 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3363 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3364 un filesystem montato in sola lettura.
3366 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3367 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3370 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3371 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3372 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3373 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3374 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3375 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3376 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3377 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3378 sul file a cui esso fa riferimento.
3380 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3381 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3382 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3383 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3384 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3385 contrario (o di errore) ritorna -1.
3389 \begin{tabular}{|c|l|}
3391 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3394 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3395 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3396 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3397 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3400 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3402 \label{tab:file_access_mode_val}
3405 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3406 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3407 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3408 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3410 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3411 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3412 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3413 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3414 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3415 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3416 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3417 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3420 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3421 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3422 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3424 \headdecl{sys/types.h}
3425 \headdecl{sys/stat.h}
3427 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3428 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3430 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3431 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3433 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3434 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3436 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3437 proprietario del file o non è zero.
3438 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3440 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3441 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3442 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3445 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3446 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3447 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3453 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3455 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3458 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3459 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3460 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3462 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3463 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3464 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3465 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3467 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3468 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3469 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3470 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3472 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3473 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3474 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3475 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3478 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3479 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3480 \label{tab:file_permission_const}
3483 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3484 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3485 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3486 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3487 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3488 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3489 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3490 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3492 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3493 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3494 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3495 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3496 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3498 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3499 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3500 funzioni infatti è possibile solo se l'\acr{uid} effettivo del processo
3501 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3502 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3504 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3505 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3506 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3507 in particolare accade che:
3509 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3510 \textit{sticky bit}, se l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero esso
3511 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3512 stato indicato in \param{mode}.
3513 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3514 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3515 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3516 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3517 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3518 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3519 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3520 (la cosa non avviene quando l'\acr{uid} effettivo del processo è zero).
3523 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3524 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3525 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3526 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3527 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3528 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3529 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3530 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3531 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3532 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3533 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3535 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3536 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3537 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3538 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3539 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3540 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3541 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3542 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3546 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3547 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3548 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3549 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3550 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3551 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3552 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3553 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3554 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3555 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3556 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3557 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3558 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3561 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3562 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3563 \begin{prototype}{stat.h}
3564 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3566 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3567 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3569 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3570 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3573 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3574 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3575 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3576 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3577 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3578 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3583 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3584 \label{sec:file_ownership_management}
3586 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3587 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3588 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3589 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3590 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3591 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3593 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
3594 all'\acr{uid} effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
3595 due diverse possibilità:
3597 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} effettivo del processo.
3598 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
3601 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3602 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3603 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3604 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3605 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3607 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
3608 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3609 partenza, in tutte le sotto-directory.
3611 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3612 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3613 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3614 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3615 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3616 nella home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario
3619 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3620 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3621 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3622 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3623 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3624 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3625 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3626 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3627 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3628 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3629 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3631 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3632 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3633 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3635 \headdecl{sys/types.h}
3636 \headdecl{sys/stat.h}
3638 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3639 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3640 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3642 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3643 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
3645 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
3646 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
3648 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3649 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
3651 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
3652 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
3653 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3654 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
3657 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
3658 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
3659 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
3660 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
3661 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
3662 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
3663 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
3664 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
3666 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
3667 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
3668 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
3669 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
3670 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
3671 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
3672 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
3673 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
3674 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
3676 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
3677 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
3678 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
3679 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
3680 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
3681 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
3682 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3685 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
3686 \label{sec:file_riepilogo}
3688 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
3689 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
3690 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
3691 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
3692 fornire un quadro d'insieme.
3697 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
3699 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3700 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3701 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3702 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3703 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
3705 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3708 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
3709 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
3710 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
3711 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
3712 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3713 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
3714 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
3715 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
3716 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
3717 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
3718 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
3719 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
3720 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
3721 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
3724 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3725 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3726 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3727 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3728 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
3730 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3733 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3734 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
3736 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
3738 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
3739 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
3740 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
3741 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
3743 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
3745 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
3747 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
3748 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
3749 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
3752 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
3754 \label{tab:file_fileperm_bits}
3757 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
3758 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
3759 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
3760 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
3761 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
3762 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
3763 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
3764 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
3765 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
3766 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
3767 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
3768 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3770 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
3771 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
3772 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
3773 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
3775 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
3776 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
3777 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
3778 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
3779 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
3780 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
3783 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
3784 \label{sec:file_dir_advances}
3786 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
3787 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
3788 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
3789 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
3792 \subsection{Gli attributi estesi}
3793 \label{sec:file_xattr}
3795 \itindbeg{Extended~Attributes}
3797 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
3798 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
3799 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
3800 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
3801 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
3802 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
3803 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
3804 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
3805 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
3808 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
3809 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
3810 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
3811 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
3812 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
3813 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
3814 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
3815 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
3817 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
3818 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
3819 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
3820 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
3821 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
3822 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
3823 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
3824 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
3825 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
3826 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
3827 l'atomicità di tutte le operazioni.
3829 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
3830 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
3831 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
3832 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
3834 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
3835 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
3836 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
3837 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
3838 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
3839 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
3840 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
3841 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
3842 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
3843 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
3844 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
3845 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
3846 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
3847 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
3848 gruppo proprietari del file.
3850 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
3851 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
3852 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
3853 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
3854 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
3855 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
3856 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
3857 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
3858 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
3859 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
3860 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
3865 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
3867 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
3870 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
3871 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
3872 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
3873 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
3874 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
3875 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
3876 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
3877 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
3878 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
3879 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
3880 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
3881 \textit{capabilities} (vedi
3882 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
3883 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
3884 utilizzati per poter realizzare in user space
3885 meccanismi che consentano di mantenere delle
3886 informazioni sui file che non devono essere accessibili
3887 ai processi ordinari.\\
3888 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
3889 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
3890 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
3891 file) accessibili dagli utenti.\\
3894 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
3895 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
3896 \label{tab:extended_attribute_class}
3900 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
3901 impiega per realizzare delle estensioni (come le
3902 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
3903 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
3904 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
3905 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
3906 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
3907 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
3908 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
3909 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
3910 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
3911 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
3912 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
3913 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
3914 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
3915 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
3916 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
3917 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
3918 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3919 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
3921 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
3922 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
3923 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
3924 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
3925 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
3926 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
3927 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
3928 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
3929 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
3932 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
3933 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
3934 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3935 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
3936 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
3937 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
3939 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
3940 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
3941 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
3942 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
3943 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
3944 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
3945 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
3946 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
3947 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
3948 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
3949 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
3950 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
3951 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
3952 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
3953 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
3956 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
3957 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
3958 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
3959 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
3960 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
3961 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
3962 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
3963 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
3964 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
3965 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
3966 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
3967 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
3968 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
3969 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
3970 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
3971 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
3972 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
3973 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
3974 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
3975 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
3976 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
3977 \const{CAP\_FOWNER}.
3980 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
3981 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
3982 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
3983 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
3984 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
3985 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
3986 l'opzione \texttt{-lattr}.
3988 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
3989 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
3990 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
3991 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
3993 \headdecl{sys/types.h}
3994 \headdecl{attr/xattr.h}
3996 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
3997 *value, size\_t size)}
3999 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4000 *value, size\_t size)}
4002 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4005 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4007 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4008 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4009 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4011 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4012 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4013 non è sufficiente per contenere il risultato.
4014 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4015 filesystem o sono disabilitati.
4017 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4018 permessi di accesso all'attributo. }
4021 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4022 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4023 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4024 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4025 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4026 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4029 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4030 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4031 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4032 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4033 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4034 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4035 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4036 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4037 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4039 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4040 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4041 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4042 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4043 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4044 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4045 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4046 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4047 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4049 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4050 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4051 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4052 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4054 \headdecl{sys/types.h}
4055 \headdecl{attr/xattr.h}
4057 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4058 *value, size\_t size, int flags)}
4060 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4061 *value, size\_t size, int flags)}
4063 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4064 size\_t size, int flags)}
4066 Impostano il valore di un attributo esteso.
4068 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4069 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4071 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4072 l'attributo richiesto non esiste.
4073 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4074 l'attributo esiste già.
4075 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4076 filesystem o sono disabilitati.
4078 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4079 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4084 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4085 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4086 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4087 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4088 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4089 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4091 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4092 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4093 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4094 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4095 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4096 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4097 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4098 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4099 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4100 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4102 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4103 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4104 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4105 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4107 \headdecl{sys/types.h}
4108 \headdecl{attr/xattr.h}
4110 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4112 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4114 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4116 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4118 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4119 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4120 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4122 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4123 non è sufficiente per contenere il risultato.
4124 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4125 filesystem o sono disabilitati.
4127 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4128 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4133 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4134 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4135 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4136 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4137 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4139 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4140 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4141 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4142 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4143 dimensione totale della lista in byte.
4145 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4146 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4147 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4148 usando per \param{size} un valore nullo.
4150 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4151 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4152 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4154 \headdecl{sys/types.h}
4155 \headdecl{attr/xattr.h}
4157 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4159 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4161 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4164 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4166 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4167 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4169 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4170 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4171 filesystem o sono disabilitati.
4173 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4177 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4178 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4179 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4180 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4181 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4183 \itindend{Extended~Attributes}
4186 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4187 \label{sec:file_ACL}
4189 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4190 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4192 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4194 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4195 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4196 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4197 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4198 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4199 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4200 si può soddisfare in maniera semplice.}
4202 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4203 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4204 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4205 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4206 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4207 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4208 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4210 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4211 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4212 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4213 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4214 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4215 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4218 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4219 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4220 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4221 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4222 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4223 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4224 standard POSIX 1003.1e.
4226 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4227 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4228 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4229 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4230 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4231 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4232 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4233 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4234 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4235 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4236 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4237 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4238 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4240 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4241 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4242 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4243 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4244 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4245 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4246 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4247 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4248 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4249 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4250 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4255 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4257 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4260 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4261 proprietario del file.\\
4262 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4263 l'utente indicato dal rispettivo
4265 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4266 gruppo proprietario del file.\\
4267 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4268 il gruppo indicato dal rispettivo
4270 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4271 permessi di accesso che possono essere garantiti
4272 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4273 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4274 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4275 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4278 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4279 \label{tab:acl_tag_types}
4282 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4283 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4284 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4285 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4286 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4287 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4290 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4291 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4292 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4293 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4294 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4295 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4296 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4299 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4300 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4301 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4302 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4303 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4304 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4305 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4306 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4307 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4309 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4310 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4311 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4312 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4313 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4314 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4315 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4316 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4317 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4318 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4319 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4320 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4321 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4322 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4323 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4324 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4325 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4326 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4328 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4329 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4330 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4331 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4332 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4333 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4334 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4335 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4336 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4337 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4338 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4339 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4340 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4341 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4343 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4344 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4345 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4346 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4347 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4348 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4349 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4351 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4352 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4353 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4354 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4355 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4356 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4359 \item Se l'\acr{uid} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4361 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4363 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4364 l'accesso è consentito;
4365 \item altrimenti l'accesso è negato.
4367 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4368 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4370 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4371 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4373 \item altrimenti l'accesso è negato.
4375 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4376 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4378 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4379 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4380 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4381 l'accesso è consentito;
4382 \item altrimenti l'accesso è negato.
4384 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4385 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4386 \const{ACL\_GROUP} allora:
4388 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4389 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4391 \item altrimenti l'accesso è negato.
4393 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4394 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4397 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4398 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4399 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4400 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4401 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4402 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4404 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4405 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4406 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4407 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4408 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4409 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4410 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4413 \headdecl{sys/types.h}
4414 \headdecl{sys/acl.h}
4416 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4418 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4420 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4421 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4422 assumerà uno dei valori:
4424 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4425 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4430 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4431 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4432 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4433 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4434 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4435 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4436 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4437 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4438 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4439 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4440 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4442 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4443 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4444 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4446 \headdecl{sys/types.h}
4447 \headdecl{sys/acl.h}
4449 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4451 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4453 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4454 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4455 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4459 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4460 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4461 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4462 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4463 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4464 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4465 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4466 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4467 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4468 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4471 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4472 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4473 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4475 \headdecl{sys/types.h}
4476 \headdecl{sys/acl.h}
4478 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4480 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4482 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4483 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4484 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4486 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4488 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4494 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4495 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4496 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4497 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4498 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4499 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4500 memoria occupata dalla copia.
4502 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4503 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4504 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4505 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4507 \headdecl{sys/types.h}
4508 \headdecl{sys/acl.h}
4510 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4512 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4514 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4515 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4516 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4521 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4522 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4523 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4524 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4525 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4526 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4528 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4529 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4530 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4533 \headdecl{sys/types.h}
4534 \headdecl{sys/acl.h}
4536 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4537 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4539 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4541 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4542 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4543 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4545 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4546 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4549 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4550 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4551 un file per \func{acl\_get\_file}.
4556 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4557 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4558 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4559 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4560 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4561 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4562 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4563 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4568 \begin{tabular}{|l|l|}
4570 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4573 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4574 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4577 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4578 \label{tab:acl_type}
4581 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4582 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4583 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4584 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4585 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4586 verrà restituita una ACL vuota.
4588 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4589 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4591 \headdecl{sys/types.h}
4592 \headdecl{sys/acl.h}
4594 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4596 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4598 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4599 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4600 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4602 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4603 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4604 \param{buf\_p} non è valida.
4610 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4611 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4612 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4613 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4614 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4615 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4617 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4618 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4619 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4620 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4621 per riga, nella forma:
4623 tipo:qualificatore:permessi
4625 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4626 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4627 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4628 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4629 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4630 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4631 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4634 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4635 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4636 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4637 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4638 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4639 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4640 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4641 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4642 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4643 carattere ``\texttt{\#}''.
4645 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
4646 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
4647 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
4648 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
4649 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
4651 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
4652 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
4653 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
4655 \headdecl{sys/types.h}
4656 \headdecl{sys/acl.h}
4658 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
4660 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4662 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4663 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
4664 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
4667 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4668 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4674 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
4675 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
4676 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
4677 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
4678 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
4679 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
4680 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
4682 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
4683 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
4684 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
4686 \headdecl{sys/types.h}
4687 \headdecl{sys/acl.h}
4689 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
4690 separator, int options)}
4692 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4694 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4695 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
4696 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4698 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4699 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4705 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
4706 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
4707 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
4708 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
4710 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
4711 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
4712 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
4713 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
4714 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
4715 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
4716 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
4721 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4723 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4726 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
4727 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
4728 \acr{uid} e \acr{gid}.\\
4729 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
4730 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
4731 viene generato un commento con i permessi
4732 effettivamente risultanti; il commento è
4733 separato con un tabulatore.\\
4734 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
4735 effettivi per ciascuna voce che contiene
4736 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
4737 anche quando questi non vengono modificati
4738 da essa; il commento è separato con un
4740 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
4741 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
4742 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
4743 automaticamente il numero di spaziatori
4744 prima degli eventuali commenti in modo da
4745 mantenerli allineati.\\
4748 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
4749 \func{acl\_to\_any\_text}.}
4750 \label{tab:acl_to_text_options}
4753 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
4754 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
4755 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
4756 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
4757 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
4758 bozza dello standard POSIX.1e.
4760 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
4761 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
4762 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
4763 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
4764 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
4765 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
4766 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
4768 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
4769 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
4770 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
4771 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
4773 \headdecl{sys/types.h}
4774 \headdecl{sys/acl.h}
4776 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
4778 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
4780 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4781 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4782 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4784 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4790 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
4791 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
4792 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
4793 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
4794 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
4795 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
4797 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
4798 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
4800 \headdecl{sys/types.h}
4801 \headdecl{sys/acl.h}
4803 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
4805 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
4807 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4808 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4809 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4811 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
4812 \param{size} è negativo o nullo.
4813 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
4814 dimensione della rappresentazione della ACL.
4820 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
4821 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
4822 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
4823 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
4824 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
4825 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
4827 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
4828 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
4829 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
4831 \headdecl{sys/types.h}
4832 \headdecl{sys/acl.h}
4834 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
4836 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
4838 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4839 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4840 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4842 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
4843 una rappresentazione corretta di una ACL.
4844 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
4845 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
4851 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
4852 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
4853 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
4854 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
4855 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
4858 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
4859 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
4860 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
4861 directory, ed il cui prototipo è:
4863 \headdecl{sys/types.h}
4864 \headdecl{sys/acl.h}
4866 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
4869 Imposta una ACL su un file o una directory.
4871 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4872 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4874 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
4875 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
4876 assegnato a \param{path}.
4877 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4878 ha in valore non corretto.
4879 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4880 dati aggiuntivi della ACL.
4881 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4882 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4884 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
4885 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4889 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
4890 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
4891 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
4892 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
4893 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
4894 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
4895 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
4896 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
4897 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
4898 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
4899 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
4900 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
4901 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
4902 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
4904 \headdecl{sys/types.h}
4905 \headdecl{sys/acl.h}
4907 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
4909 Imposta una ACL su un file descriptor.
4911 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4912 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4914 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4915 ha in valore non corretto.
4916 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4917 dati aggiuntivi della ACL.
4918 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4919 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4921 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4925 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
4926 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
4927 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
4928 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
4929 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
4930 descriptor, la ACL da impostare.
4932 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
4933 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
4934 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
4935 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
4936 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
4937 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
4938 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
4939 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
4942 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
4943 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
4944 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
4945 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
4946 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
4947 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
4948 singole voci successive alla prima.
4950 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
4951 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
4952 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
4953 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
4954 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
4955 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
4956 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
4957 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
4958 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
4959 \funcd{acl\_delete\_entry}.
4961 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
4964 \subsection{La gestione delle quote disco}
4965 \label{sec:disk_quota}
4967 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
4968 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
4969 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
4970 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
4971 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
4972 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
4973 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
4974 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
4975 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
4976 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
4977 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
4978 sugli utenti o solo sui gruppi.
4980 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
4981 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
4982 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
4983 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
4984 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
4985 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
4986 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
4987 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
4988 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
4990 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
4991 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
4992 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
4993 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
4994 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
4995 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
4996 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
4997 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
4998 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
4999 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5000 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5001 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5002 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5003 verificare e aggiornare i dati.
5005 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5006 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5007 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5008 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5009 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5010 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5011 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5012 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5013 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5015 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5016 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5018 \headdecl{sys/types.h}
5019 \headdecl{sys/quota.h}
5021 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5023 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5025 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5026 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5028 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5029 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5031 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5032 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5033 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5034 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5035 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5036 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5037 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5039 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5041 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5042 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5043 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5044 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5045 filesystem senza quote attivate.
5050 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5051 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5052 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5053 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5054 il gruppo (specificati rispettivamente per \acr{uid} e \acr{gid}) su cui si
5055 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5056 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5059 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5060 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5061 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5063 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5064 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5066 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5067 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5068 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5075 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5077 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5080 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5081 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5082 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5083 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5084 la versione del formato con uno dei valori di
5085 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5086 richiede i privilegi di amministratore.\\
5087 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5088 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5089 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5090 richiede i privilegi di amministratore.\\
5091 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5092 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5093 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5094 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5095 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5096 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5097 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5099 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5100 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5101 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5102 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5103 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5104 di amministratore.\\
5105 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5106 time}) delle quote del filesystem indicato
5107 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5108 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5109 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5110 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5111 struttura \struct{dqinfo} puntata
5112 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5113 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5114 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5115 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5116 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5117 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5118 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5119 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5120 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5121 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5122 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5123 filesystem con quote attive, \param{id}
5124 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5125 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5126 relative al sistema delle quote per il filesystem
5127 indicato da \param{dev}, richiede che si
5128 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5129 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5130 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5131 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5132 più recenti, che espongono la stessa informazione
5133 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5137 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5139 \label{tab:quotactl_commands}
5143 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5144 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5145 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5146 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5147 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5148 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5149 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5150 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5151 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5156 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5158 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5161 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5162 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5163 \acr{uid} e \acr{gid} a 32 bit e limiti fino a
5164 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5165 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5166 \acr{uid} e \acr{GID} a 32 bit e limiti fino a
5167 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5170 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5171 \label{tab:quotactl_id_format}
5174 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5175 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5176 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5177 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5178 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5179 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5180 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5183 \begin{figure}[!htb]
5184 \footnotesize \centering
5185 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5186 \includestruct{listati/dqblk.h}
5189 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5190 \label{fig:dqblk_struct}
5193 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5194 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5195 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5196 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5197 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5198 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5199 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5200 \textit{soft limit}.
5205 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5207 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5210 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5211 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5212 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5213 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5214 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5215 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5216 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5217 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5218 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5219 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5220 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5221 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5222 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5223 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5224 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5225 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5226 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5227 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5228 \const{QIF\_INODES}.\\
5229 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5230 \const{QIF\_ITIME}.\\
5231 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5234 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5235 \label{tab:quotactl_qif_const}
5239 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5240 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5241 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5242 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5243 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5244 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5245 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5246 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5247 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5249 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5250 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5251 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5252 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5253 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5254 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5255 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5256 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5257 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5258 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5259 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5260 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5262 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5263 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5264 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5265 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5266 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5267 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5268 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5269 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5270 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5272 \begin{figure}[!htb]
5273 \footnotesize \centering
5274 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5275 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5278 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5279 \label{fig:dqinfo_struct}
5282 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5283 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5284 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5285 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5286 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5291 \begin{tabular}{|l|l|}
5293 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5296 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5297 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5298 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5299 (\val{dqi\_igrace}).\\
5300 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5301 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5304 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5305 \label{tab:quotactl_iif_const}
5308 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5309 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5310 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5311 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5312 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5314 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5315 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5316 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5317 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5318 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5319 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5320 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5321 \textit{Repository}.}
5323 \begin{figure}[!htbp]
5324 \footnotesize \centering
5325 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5326 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5328 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5329 \label{fig:get_quota}
5332 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5333 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5334 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5335 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5336 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5337 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5339 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5340 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5341 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5342 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5343 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5344 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5345 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5346 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5347 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5348 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5350 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5351 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5352 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5353 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5354 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5355 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5356 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5358 \begin{figure}[!htbp]
5359 \footnotesize \centering
5360 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5361 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5363 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5364 \label{fig:set_block_quota}
5367 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5368 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5369 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5370 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5371 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5372 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5373 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5374 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5376 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5377 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5378 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5379 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5380 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5381 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5384 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5385 \label{sec:proc_capabilities}
5387 \itindbeg{capabilities}
5389 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5390 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5391 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5392 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5393 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5394 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5395 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5396 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5397 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5398 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5399 la marcatura di immutabilità.}
5401 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5402 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5403 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5404 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5405 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5406 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5407 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5409 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5410 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5411 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5412 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5413 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5414 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5415 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5416 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5418 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5419 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5420 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5421 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5422 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5423 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5424 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5425 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5426 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5427 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5428 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5431 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5432 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5433 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5434 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5435 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5436 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5437 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5438 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5439 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5440 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5441 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5442 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5443 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5445 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5446 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5447 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5448 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5449 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5450 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5451 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5452 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5453 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5454 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5455 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5456 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5457 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5458 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5460 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5461 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5462 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5463 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5464 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5465 \textit{file capabilities} è il seguente:
5466 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5467 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5468 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5469 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5470 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5471 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5472 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5473 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5475 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5476 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5477 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5478 chiamata ad \func{exec}.
5479 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5480 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5481 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5482 compiute dal processo.
5483 \label{sec:capabilities_set}
5486 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5487 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5488 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5489 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5490 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5491 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5492 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5493 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5494 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5495 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5496 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5497 loro significato è diverso:
5498 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5499 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5500 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5501 capacità \textsl{permesse} del processo.
5502 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5503 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5504 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5505 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5507 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5508 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5509 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5510 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5511 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5514 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5516 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5517 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5518 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5519 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5520 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5521 casistica assai complessa.
5523 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5524 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5525 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5526 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5527 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5528 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5529 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5530 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5531 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5532 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5533 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5534 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5536 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5537 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5538 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5539 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5540 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5541 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5542 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5543 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5544 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5545 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5548 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5549 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5550 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5551 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5552 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5553 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5555 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5556 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5557 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5558 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5559 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5560 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5561 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5562 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5563 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5565 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5566 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5567 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5568 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5569 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5570 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5571 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5573 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5574 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5575 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5576 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5577 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5578 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5579 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5580 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5581 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5582 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5583 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5585 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5586 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5587 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5588 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5589 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5590 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5591 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5592 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5593 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5594 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5595 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5596 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5597 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5598 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5601 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5602 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5603 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5604 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5605 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5606 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5607 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5608 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5609 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5610 attraverso una \func{exec}.
5612 \begin{figure}[!htbp]
5613 \footnotesize \centering
5614 \begin{minipage}[c]{12cm}
5615 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5617 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5619 \label{fig:cap_across_exec}
5622 \itindend{capabilities~bounding~set}
5624 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5625 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5626 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5627 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5628 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5629 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5630 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5631 privilegi originali dal processo.
5633 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5634 eseguito da un processo con \acr{uid} reale 0, esso verrà trattato come
5635 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5636 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5637 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5638 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5639 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5640 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5642 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5643 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \acr{uid}
5644 nullo a \acr{uid} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
5645 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
5646 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
5647 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
5648 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
5651 \item se si passa da \acr{uid} effettivo nullo a non nullo
5652 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
5653 viceversa si passa da \acr{uid} effettivo non nullo a nullo il
5654 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
5655 \item se si passa da \textit{file system} \acr{uid} nullo a non nullo verranno
5656 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
5657 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
5658 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
5659 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
5660 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
5661 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
5662 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
5663 \textit{permitted set}.
5664 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
5665 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
5666 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
5667 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
5668 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
5669 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
5670 set} che l'\textit{effective set}.
5672 \label{sec:capability-uid-transition}
5674 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
5675 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
5676 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
5677 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
5678 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
5679 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
5680 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
5681 cancellarle dal \textit{permitted set}.
5683 \itindbeg{securebits}
5685 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
5686 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
5687 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
5688 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
5689 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
5690 processi con \acr{uid} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
5691 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
5692 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
5697 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5699 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
5702 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
5703 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
5704 \acr{uid} passano ad un valore non
5705 nullo (regola di compatibilità per il cambio
5706 di \acr{uid} n.~3 del precedente
5707 elenco), sostituisce il precedente uso
5708 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
5710 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
5711 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
5712 da nullo a non nullo degli \acr{uid}
5713 dei gruppi \textit{effective} e
5714 \textit{file system} (regole di compatibilità
5715 per il cambio di \acr{uid} nn.~1 e 2 del
5716 precedente elenco).\\
5717 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
5718 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
5719 se ha \acr{uid} nullo o il programma ha
5720 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
5721 all'amministratore (regola di compatibilità
5722 per l'esecuzione di programmi senza
5723 \textit{capabilities}).\\
5726 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
5727 \textit{securebits}.}
5728 \label{tab:securebits_values}
5731 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
5732 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
5733 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
5734 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
5735 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
5736 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
5737 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
5738 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
5739 \const{SECURE\_NOROOT}.
5741 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
5742 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
5743 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
5744 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
5745 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
5746 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
5747 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
5748 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
5749 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
5751 \itindend{securebits}
5753 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
5754 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
5755 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
5756 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
5757 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
5758 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
5759 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
5760 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
5761 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
5763 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
5764 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
5766 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
5767 % http://lwn.net/Articles/280279/
5768 % http://lwn.net/Articles/256519/
5769 % http://lwn.net/Articles/211883/
5772 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
5773 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
5774 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
5775 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
5776 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
5777 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
5778 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
5779 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
5780 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
5781 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
5782 che è opportuno dettagliare maggiormente.
5784 \begin{table}[!h!btp]
5787 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
5789 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
5793 % POSIX-draft defined capabilities.
5795 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
5796 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
5797 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
5798 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
5799 % TODO verificare questa roba dell'auditing
5800 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
5801 proprietario di un file (vedi
5802 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
5803 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
5804 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
5805 file,\footnotemark (vedi
5806 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5807 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
5808 permessi di lettura ed esecuzione per
5810 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5811 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
5812 proprietà di un file per tutte
5813 le operazioni privilegiate non coperte dalle
5814 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
5815 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
5816 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
5817 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
5818 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
5819 per i quali sono impostati viene modificato da
5820 un processo senza questa capacità e la capacità
5821 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
5822 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
5824 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
5825 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
5826 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
5827 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
5828 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
5830 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
5831 processi, sia il principale che i supplementari,
5832 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
5833 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
5834 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5835 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
5836 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
5837 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
5838 delle credenziali coi socket \textit{unix
5839 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5841 % Linux specific capabilities
5844 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
5845 locking} \itindex{memory~locking} con le
5846 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
5847 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
5848 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
5849 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
5850 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
5851 per le operazioni sugli oggetti di
5852 intercomunicazione fra processi (vedi
5853 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
5854 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
5855 \itindex{file~lease} (vedi
5856 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
5857 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
5859 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
5860 attributi \textit{immutable} e
5861 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
5863 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
5864 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
5865 con \func{mknod} (vedi
5866 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
5867 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
5868 privilegiate sulla rete.\\
5869 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
5870 su porte riservate (vedi
5871 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
5872 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
5873 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
5874 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
5875 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
5876 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
5877 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
5878 \textit{capabilities}.\\
5879 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
5881 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
5882 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
5883 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
5884 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
5885 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
5886 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5887 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
5888 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5889 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
5891 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
5892 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
5893 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
5894 \textit{accounting} dei processi (vedi
5895 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
5896 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
5898 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
5899 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
5900 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
5901 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
5902 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
5904 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
5905 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
5906 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
5907 della console, con la funzione
5909 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
5910 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
5911 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
5912 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
5913 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
5914 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
5915 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
5916 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
5919 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
5921 \label{tab:proc_capabilities}
5924 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
5925 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
5926 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
5929 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
5930 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
5931 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
5932 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
5933 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
5934 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
5935 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
5936 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
5937 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
5938 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
5941 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
5942 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
5943 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
5944 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
5945 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
5946 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
5947 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
5948 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
5949 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
5950 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
5952 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
5953 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
5954 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
5955 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\acr{uid} effettivo del
5956 processo (o meglio l'\acr{uid} di filesystem, vedi
5957 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
5958 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
5959 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
5960 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
5961 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
5962 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
5963 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
5964 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
5965 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
5967 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
5968 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
5969 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
5970 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
5971 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
5972 tabella di instradamento.
5974 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
5975 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
5976 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
5977 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
5978 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
5979 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
5980 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
5981 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \acr{uid} arbitrario
5982 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
5983 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
5984 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
5985 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
5986 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
5987 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
5988 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
5989 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
5990 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
5991 sez.~\ref{sec:process_clone}).
5993 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
5994 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
5995 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
5996 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
5997 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
5998 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
5999 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6000 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6001 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6002 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6004 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6005 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6006 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6007 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6008 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6009 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6010 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6011 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6013 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6014 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6015 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6016 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6017 loro rispettivi prototipi sono:
6019 \headdecl{sys/capability.h}
6021 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6022 Legge le \textit{capabilities}.
6024 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6026 Imposta le \textit{capabilities}.
6029 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6030 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6032 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6033 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6034 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6035 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6036 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6037 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6038 \const{CAP\_SETPCAP}.
6040 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6044 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6045 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6046 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6047 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6048 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6049 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6050 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6051 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6053 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6054 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6055 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6056 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6057 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6058 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6059 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6060 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6061 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6063 \begin{figure}[!htb]
6066 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6067 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6070 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6071 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6072 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6073 \label{fig:cap_kernel_struct}
6076 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6077 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6078 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6079 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6080 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6081 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6082 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6083 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6084 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6085 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6086 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6087 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6088 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6089 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6090 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6091 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6092 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6093 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6094 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6095 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6096 puntatore ad una singola struttura.}
6098 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6099 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6100 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6101 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6102 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6103 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6104 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6105 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6106 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6108 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6109 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6110 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6111 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6112 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6113 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6114 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6115 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6116 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6117 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6118 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6121 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6122 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6123 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6125 \headdecl{sys/capability.h}
6127 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6128 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6130 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6131 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6132 valore \errval{ENOMEM}.
6136 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6137 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6138 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6139 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6140 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6141 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6142 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6145 \headdecl{sys/capability.h}
6147 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6148 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6150 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6151 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6155 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6156 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6157 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6158 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6159 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6160 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6161 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6162 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6163 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6165 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6166 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6168 \headdecl{sys/capability.h}
6170 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6171 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6173 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6174 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6175 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6179 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6180 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6181 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6182 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6183 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6184 potranno essere modificati in maniera completamente
6185 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6186 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6188 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6189 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6190 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6192 \headdecl{sys/capability.h}
6194 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6195 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6196 \textit{capabilities}.
6198 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6199 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6203 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6204 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6205 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6206 creazione con \func{cap\_init}.
6211 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6213 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6216 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6217 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6218 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6221 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6222 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6223 \label{tab:cap_set_identifier}
6226 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6227 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6228 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6231 \headdecl{sys/capability.h}
6233 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6235 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6236 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6238 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6239 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6242 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6243 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6244 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6245 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6246 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6247 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6249 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6250 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6253 \headdecl{sys/capability.h}
6254 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6256 Confronta due \textit{capability state}.
6258 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6259 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6262 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6263 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6264 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6265 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6266 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6267 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6269 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6270 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6273 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6274 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6275 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6276 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6277 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6279 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6280 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6281 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6282 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6283 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6285 \headdecl{sys/capability.h}
6287 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6288 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6289 Legge il valore di una \textit{capability}.
6291 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6292 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6293 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6295 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6296 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6300 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6301 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6302 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6303 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6305 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6306 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6307 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6308 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6309 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6310 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6311 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6312 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6313 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6315 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6316 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6317 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6318 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6323 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6325 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6328 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6329 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6332 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6333 indica lo stato di una capacità.}
6334 \label{tab:cap_value_type}
6337 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6338 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6339 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6340 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6341 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6342 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6343 lo stato di una capacità alla volta.
6345 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6346 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6347 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6348 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6349 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6350 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6351 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6352 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6354 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6355 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6356 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6357 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6358 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6359 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6361 \headdecl{sys/capability.h}
6363 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6365 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6367 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6368 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6369 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6374 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6375 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6376 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6377 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6378 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6379 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6381 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6382 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6383 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6384 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6385 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6386 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6388 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6389 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6390 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6391 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6392 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6393 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6394 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6395 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6396 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6398 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6399 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6400 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6401 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6402 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6403 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6404 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6405 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6407 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6408 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6409 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6410 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6411 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6412 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6413 doverlo scrivere esplicitamente.
6415 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6416 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6417 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6418 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6419 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6420 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6421 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6422 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6423 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6424 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6425 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6426 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6429 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6430 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6433 \headdecl{sys/capability.h}
6435 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6437 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6439 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6440 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6441 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6444 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6445 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6446 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6447 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6448 con \func{cap\_free}.
6450 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6451 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6452 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6453 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6454 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6456 \headdecl{sys/capability.h}
6458 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6459 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6460 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6461 testuale e viceversa.
6463 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6464 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6465 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6466 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6470 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6471 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6472 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6473 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6474 stringa \param{name}.
6476 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6477 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6478 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6479 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6480 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6481 processo corrente, il suo prototipo è:
6483 \headdecl{sys/capability.h}
6485 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6486 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6488 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6489 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6490 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6493 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6494 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6495 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6496 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6497 non sarà più utilizzato.
6499 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6500 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6501 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6502 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6503 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6504 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6506 \headdecl{sys/capability.h}
6508 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6509 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6511 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6512 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6513 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6516 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6518 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6519 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6520 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6521 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6522 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6523 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6524 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6525 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6529 CapInh: 0000000000000000
6530 CapPrm: 00000000fffffeff
6531 CapEff: 00000000fffffeff
6535 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6536 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6537 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6540 \headdecl{sys/capability.h}
6542 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6543 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6545 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6546 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6547 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6551 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6552 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6553 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6554 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6555 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6556 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6557 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6558 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6559 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6560 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6562 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6563 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6564 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6565 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6566 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6567 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6568 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6570 \begin{figure}[!htbp]
6571 \footnotesize \centering
6572 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6573 \includecodesample{listati/getcap.c}
6576 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6577 \label{fig:proc_getcap}
6580 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6581 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6582 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6583 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6584 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6585 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6586 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6587 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6588 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6591 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6592 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6593 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6594 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6597 \itindend{capabilities}
6599 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6600 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6604 \subsection{La funzione \func{chroot}}
6605 \label{sec:file_chroot}
6607 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6608 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6610 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6611 % e le funzionalità di isolamento dei container
6613 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6614 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6615 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6618 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6619 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6620 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6621 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6622 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6623 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6624 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6625 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6626 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6627 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6628 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6629 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6630 cambiando questa directory, così come si fa coi
6631 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6634 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6635 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6636 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6637 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6638 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6640 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6641 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
6642 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
6643 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
6644 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
6647 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
6648 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
6650 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero.
6652 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6653 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6654 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
6656 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
6657 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
6658 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
6659 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
6660 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
6661 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
6662 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6663 \textsl{imprigionato}.
6665 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
6666 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
6667 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
6668 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
6671 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
6672 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
6673 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
6674 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
6675 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
6676 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
6677 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
6680 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
6681 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
6682 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
6683 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
6684 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
6685 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
6687 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
6688 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
6689 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6690 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
6691 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
6692 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6697 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
6698 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
6700 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6701 % parte diversa se è il caso.
6703 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6704 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6705 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6706 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6707 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6708 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6709 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6710 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6711 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6712 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6713 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6714 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6715 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6716 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6717 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6718 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6719 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
6720 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6721 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6722 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6723 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6724 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6725 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6726 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6727 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6728 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6729 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6730 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6731 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6732 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6733 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6734 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6735 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6736 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6737 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6738 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6739 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6740 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6741 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6742 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6743 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6744 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6745 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6746 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6747 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6748 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6749 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6750 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6751 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6752 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6753 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6754 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6755 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6756 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6757 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6758 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6759 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6760 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace
6761 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6762 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6763 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS
6765 %%% Local Variables:
6767 %%% TeX-master: "gapil"