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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
104 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
105 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
106 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
107 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
108 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
109 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
110 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
111 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
112 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
113 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
114 directory in cui il filesystem è stato montato.
116 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
118 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
119 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
120 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
121 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
122 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
123 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
124 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
125 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
127 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
128 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
129 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
130 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
131 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
132 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
133 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
134 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
135 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
136 questo punto verrà inserita nella cache.
138 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
139 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
140 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
141 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
142 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
143 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
144 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
150 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
151 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
152 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
153 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
154 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
155 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
156 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
157 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
159 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
160 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
161 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
162 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
163 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
164 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
165 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
166 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
168 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
169 definizione si è riportato un estratto in
170 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
171 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
172 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
173 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
174 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
175 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
178 \footnotesize \centering
179 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
180 \includestruct{listati/inode.h}
183 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
184 \texttt{include/linux/fs.h}).}
185 \label{fig:kstruct_inode}
188 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
189 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
190 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
191 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
192 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
193 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
194 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
195 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
196 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
197 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
199 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
200 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
201 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
202 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
203 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
208 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
210 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
213 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
214 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
215 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
217 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
219 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
221 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
223 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
227 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
229 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
232 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
233 \kstruct{inode\_operation}.}
234 \label{tab:file_inode_operations}
237 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
238 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
239 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
240 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
241 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
242 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
245 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
246 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
247 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
248 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
249 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
250 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
253 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
254 funzione \texttt{open} che invece è citata in
255 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
256 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
257 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
258 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
259 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
260 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
261 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
263 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
264 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
265 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
266 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
267 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
269 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
270 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
271 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
272 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
273 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
274 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
279 \footnotesize \centering
280 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
281 \includestruct{listati/file.h}
284 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
285 \texttt{include/linux/fs.h}).}
286 \label{fig:kstruct_file}
289 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
290 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
291 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
292 \struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
293 per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
294 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
295 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
300 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
302 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
305 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
306 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
307 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
308 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
309 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
311 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
312 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
313 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
315 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
317 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
319 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
321 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
322 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
323 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
327 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
328 \label{tab:file_file_operations}
331 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
332 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
333 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
334 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
335 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
336 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
337 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
338 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
340 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
341 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
342 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
343 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
344 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
345 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
346 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
347 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
348 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
351 \itindend{Virtual~File~System}
353 % NOTE: documentazione interessante:
354 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
355 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
356 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
360 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
361 \label{sec:file_filesystem}
363 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
364 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
365 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
366 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
367 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
368 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
369 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
370 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
372 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
373 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
374 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
375 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
376 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
377 replicato il cosiddetto \textit{superblock}, (la struttura che contiene
378 l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
379 sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
380 per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
381 torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
385 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
386 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
387 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
388 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
389 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
390 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
391 per i dati in essi contenuti.
395 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
396 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
398 \label{fig:file_disk_filesys}
401 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
402 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
403 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
404 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \textit{superblock} e tutti i dati di
405 gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
406 esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
410 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
411 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
412 \label{fig:file_filesys_detail}
415 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
416 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
417 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
418 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
419 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
420 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
421 opportuno tenere sempre presente che:
426 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
427 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
428 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
429 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
430 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
431 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
432 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
433 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
434 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
435 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
436 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
437 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
439 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
440 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
441 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
442 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
443 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
444 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
445 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
446 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
447 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
448 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
449 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
450 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
452 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
453 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
454 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
455 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
456 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
457 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
458 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
460 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
461 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
462 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
463 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
464 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
465 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
466 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
468 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
469 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
470 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
471 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
472 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
473 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
474 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
475 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
476 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
477 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
483 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
484 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
485 \label{fig:file_dirs_link}
488 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
489 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
490 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
491 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
492 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
494 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
495 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
496 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
497 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
498 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
499 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
500 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
501 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
502 \textit{link count} della directory genitrice.
507 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
508 \label{sec:file_ext2}
511 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
512 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
513 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
514 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
515 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
516 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
517 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
518 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
519 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
520 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
521 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
522 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
524 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
525 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
526 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
527 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
528 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
529 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
530 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
532 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
533 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
536 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
537 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
538 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
539 ereditano i suoi attributi.
540 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
541 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
542 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
543 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
544 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
545 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
546 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
547 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
548 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
549 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
550 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
551 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
552 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
553 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
554 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
555 limite è 60 caratteri).
556 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
557 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
558 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
559 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
563 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
564 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
565 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
566 in gruppi di blocchi.
568 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
569 filesystem (i \textit{superblock} sono quindi ridondati) per una maggiore
570 affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
571 \textit{superblock} principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha
572 inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la
573 distanza fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
577 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
578 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
579 \label{fig:file_ext2_dirs}
582 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
583 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
584 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
585 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
586 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
587 caratteri) senza sprecare spazio disco.
589 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
590 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
591 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
592 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
593 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
594 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
595 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
596 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
597 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
598 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
599 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
600 della scrittura dei dati sul disco.
602 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
603 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
604 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
605 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
606 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
607 contenenti un gran numero di file.
609 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
610 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
611 % in caso di crash del sistema)
614 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
615 \label{sec:sys_file_config}
617 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
618 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
619 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
620 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
621 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
622 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
626 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
628 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
629 \fdesc{Monta un filesystem.}
632 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
633 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
635 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
636 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
637 montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
638 \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
639 con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
640 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
641 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
642 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
644 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
645 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
646 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
647 \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
648 quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
650 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
651 \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
652 incontrati troppi link simolici nella risoluzione di un nome.
653 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
654 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
656 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
657 configurato nel kernel.
658 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
659 \param{source} quando era richiesto.
660 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
661 dispositivo \param{source} è sbagliato.
662 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
664 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
665 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
668 La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
669 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
670 di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
671 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
672 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
673 indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
676 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
677 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
678 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
679 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
680 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
681 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
682 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
683 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
684 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
685 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
686 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
688 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
689 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
690 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
691 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
692 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
693 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
695 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
696 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
697 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
698 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
699 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
700 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
701 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
702 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
704 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
705 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
706 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
707 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
708 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesytem se un
709 \textit{mount point} era già in uso.
711 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
712 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
713 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
714 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
715 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
716 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
717 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
719 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
720 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
721 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
722 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
723 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
724 modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
725 diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
727 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
728 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
729 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
730 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
731 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
732 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
733 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
734 solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
735 sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
736 presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
737 ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
738 e i vari bit devono essere impostati con un OR aritmetico dei rispettivi flag,
739 identificati dalle costanti riportate nell'elenco seguente:
741 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
742 \itindbeg{bind~mount}
743 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
744 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
745 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
746 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
747 stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
748 dispositivo) e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
749 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
750 e \param{data} vengono ignorati.
752 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \index{pathname}
753 \textit{pathname} indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode}
754 di \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
755 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
756 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
757 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
758 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
761 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
762 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
763 caso si inserisce in corripondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
764 un diverso \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della
765 radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una
766 directory già montata.
768 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
769 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
770 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
771 porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
772 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
773 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
774 il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
775 sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
776 originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
777 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
778 \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
779 potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
780 \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
781 potrebbe tornare indietro.}
783 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
784 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
785 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
786 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
787 \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
788 \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
790 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
791 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
792 sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
793 fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
794 presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
795 directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
796 una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
797 sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
798 un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
799 sez.~\ref{sec:file_chroot}.
800 \itindend{bind~mount}
802 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
803 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
804 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
805 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
806 impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
807 con il comando \cmd{lsattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
808 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
810 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
811 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
812 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
813 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
814 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
816 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
817 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
818 del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
819 comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
820 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
822 \item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
823 \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
824 \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
825 nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
826 nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
829 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
830 sotto \param{source} sarà immediatamante visibile sotto \param{target}. Non
831 esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
832 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
833 \textit{pathname} relativi all'interno del filesystem non possa fallire.
835 \item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
836 degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
837 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
838 è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
839 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
840 disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
841 della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
842 completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
843 l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
844 sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
845 soluzioni più appropriate e meno radicali.
847 \item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
848 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
849 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
850 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
851 che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
852 \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
853 mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
855 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
856 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
857 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
858 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
859 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
860 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
861 accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
863 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
864 l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
865 sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
866 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
867 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
868 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
870 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
871 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
872 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
873 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
875 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
876 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
877 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
878 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
879 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
880 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
881 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
882 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
883 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
884 dall'amministratore.}
886 \item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
887 dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
888 (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
889 esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
890 inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
891 essere file dotati di questi permessi.
893 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
894 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
895 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
896 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
897 eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
898 dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
899 per conto di quest'ultimo.
901 \item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \textit{mount point} come privato. Si
902 tratta di una delle nuove opzioni (insieme a \const{MS\_SHARED},
903 \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti parte
904 dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
905 introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei
906 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
907 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
908 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
910 Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
911 dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
912 \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
913 \textit{mount point} di tipo \textit{private} si comporta come descritto
914 nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo flag principalmente per
915 revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare il comportamento a
918 \item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
919 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
920 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
921 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
922 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
925 \item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \textit{mount point}
926 presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato gli effetti della
927 opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
928 associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
929 riferimento ad un \textit{mount point} e tutti gli altri argomenti sono
930 ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad una fra
931 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
932 \const{MS\_UNBINDABLE}.
934 \item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
935 \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
936 antecendente il valore corrente del \textit{modification time} o del
937 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
938 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
939 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
940 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
941 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
942 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
943 vecchio di un giorno.
945 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
946 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
947 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
948 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
949 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
950 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
951 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
952 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
953 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
955 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
956 cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
957 possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
958 argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
959 il montaggio originale, mentre \param{data} che \param{mountflags}
960 conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
962 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
963 essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
964 solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
965 \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
966 del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
967 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
968 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
970 \item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \textit{mount point} come \textit{shared
971 mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
972 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
973 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
974 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
975 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
976 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
977 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
979 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
980 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
981 \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale e fra di loro
982 ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che avviene su una
983 directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni di montaggio e
984 smontaggio cioè vengono ``\textsl{propagate}'' a tutti i \textit{mount
985 point} della stessa condivisione, e la sezione di albero di file vista al
986 di sotto di ciascuno di essi sarà sempre identica.
988 \item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
989 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
990 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
991 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
992 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
994 \item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \textit{mount point} come \textit{slave
995 mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
996 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
997 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
998 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
999 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1000 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1001 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1003 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
1004 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
1005 \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
1006 montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
1007 \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
1008 questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
1009 originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
1010 essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
1011 propagati né negli altri né nel \textit{mount point} originale.
1013 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1014 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1015 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1016 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1017 \const{MS\_RELATIME}.
1019 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1020 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1021 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1022 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
1024 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1025 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1026 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1027 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1028 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1029 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1031 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \textit{mount point} come
1032 \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
1033 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_SLAVE}) facenti parte
1034 dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}
1035 introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei
1036 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1037 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1038 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1040 Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilità la capacità di
1041 eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. Si comporta cioè come
1042 allo stesso modo di un \textit{mount point} ordinario di tipo
1043 \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua sottodirectory
1044 (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere utilizzata per un
1045 come sorgente di un \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}.
1050 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1051 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1052 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1053 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1055 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1062 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
1063 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
1064 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
1065 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
1066 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
1067 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
1068 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
1071 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1072 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
1076 \fdecl{umount(const char *target)}
1077 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1079 {La funzione ritorna $0$ in caso
1080 di successo e $-1$ per un errore,
1081 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1083 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
1084 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
1085 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
1086 \end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
1087 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
1088 significato generico.}
1091 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1092 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1093 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1094 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1095 quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso dispositivo in più
1096 punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato sullo stesso
1097 \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello che è stato
1100 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
1101 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
1102 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
1103 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
1104 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
1106 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
1107 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
1108 risulti occupato; il suo prototipo è:
1111 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1112 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1114 {La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
1118 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
1119 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
1120 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
1121 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
1122 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
1123 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
1124 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
1126 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
1128 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
1129 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
1130 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
1131 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1135 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1136 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1137 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1139 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1140 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1142 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
1143 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1144 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1145 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1146 significato generico.}
1150 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1151 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
1152 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
1153 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
1154 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
1155 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
1156 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
1157 genere è il nome del filesystem stesso.
1159 \begin{figure}[!htb]
1160 \footnotesize \centering
1161 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1162 \includestruct{listati/statfs.h}
1165 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1166 \label{fig:sys_statfs}
1170 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1171 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
1172 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
1173 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
1174 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
1175 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
1176 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
1178 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
1179 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
1180 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
1181 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
1182 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
1183 \cite{glibc} per la documentazione completa.
1185 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
1186 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
1192 \section{La gestione di file e directory}
1193 \label{sec:file_dir}
1195 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
1196 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
1197 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
1198 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
1199 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
1201 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
1202 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
1203 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
1206 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1207 \label{sec:file_link}
1209 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1210 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
1211 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
1212 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1214 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
1215 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
1216 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
1219 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
1220 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
1221 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
1222 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
1223 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
1224 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
1225 suddetto \textit{inode}.
1227 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
1228 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
1229 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
1230 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1231 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
1232 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1233 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
1235 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
1236 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
1237 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
1238 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
1239 \begin{prototype}{unistd.h}
1240 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1241 Crea un nuovo collegamento diretto.
1243 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1244 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
1246 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1247 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1248 \textit{mount point}.
1249 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1250 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1251 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1253 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
1254 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1255 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1257 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
1258 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1259 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
1262 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
1263 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
1264 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
1265 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
1266 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
1267 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
1268 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
1269 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
1271 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1272 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
1273 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
1274 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
1275 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
1276 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
1277 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
1278 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
1279 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
1280 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1282 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1283 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1284 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1285 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1286 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
1287 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
1288 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
1289 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
1290 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
1292 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
1293 simbolici (che vedremo in sez.~\ref{sec:file_symlink}) e dei
1294 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} (già visti in
1295 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che possono fornire la stessa funzionalità
1296 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1297 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
1298 funzione \func{link} restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1300 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1301 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1302 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1303 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1304 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1305 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1306 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1307 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1308 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1309 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1310 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1311 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato
1312 rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1314 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1315 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1316 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1317 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1318 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1319 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1320 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1321 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1322 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1323 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1324 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1325 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1326 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1327 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1328 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1329 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1331 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1332 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1333 suo prototipo è il seguente:
1334 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
1338 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1339 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1340 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1342 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1344 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1346 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1348 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1349 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1353 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1354 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1355 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1356 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1357 abbia privilegi sufficienti.}
1359 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1360 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1361 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1362 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1363 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1364 possono continuare ad utilizzarlo.
1366 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1367 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1368 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1369 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1370 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1371 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1372 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1373 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1375 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1376 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1377 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1378 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1379 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1380 tramite una singola system call.
1382 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1383 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1384 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1385 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1386 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1387 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1388 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1389 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1390 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1391 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1392 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1393 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1395 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1396 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1397 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1398 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1399 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1400 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1401 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1402 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1405 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1406 \label{sec:file_remove}
1408 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1409 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1410 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1411 funzione \funcd{remove}.
1413 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1414 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1415 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1416 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1417 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1418 Cancella un nome dal filesystem.
1420 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1421 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1423 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1424 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1425 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1428 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1429 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1430 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1431 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1432 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1433 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1436 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1437 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1438 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1439 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1441 \begin{prototype}{stdio.h}
1442 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1446 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1447 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1448 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1450 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1451 \param{oldpath} non è una directory.
1452 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1454 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1456 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1457 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1458 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1459 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1460 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1461 sotto-directory di se stessa.
1462 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1463 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1464 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1466 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1467 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1471 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1472 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1473 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1475 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1476 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1477 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1478 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1479 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1481 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1482 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1483 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1484 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1487 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1488 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1489 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1490 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1491 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1492 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1493 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1495 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1496 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1497 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1498 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1499 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1502 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1503 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1504 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1505 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1506 riferimento allo stesso file.
1509 \subsection{I link simbolici}
1510 \label{sec:file_symlink}
1512 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1513 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1514 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1515 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1516 eseguire un link diretto ad una directory.
1518 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1519 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1520 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1521 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1522 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1523 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1524 file che non esistono ancora.
1526 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1527 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1528 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1529 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1530 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1531 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1532 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1533 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1534 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1535 \begin{prototype}{unistd.h}
1536 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1537 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1540 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1541 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1543 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1544 supporta i link simbolici.
1545 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1546 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1547 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1548 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1551 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1552 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1556 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1557 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1558 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1559 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1560 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1562 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1563 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1564 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1565 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1566 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1567 direttamente sul suo contenuto.
1571 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1573 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1576 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1577 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1578 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1579 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1580 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1581 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1582 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1583 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1584 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1585 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1586 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1587 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1588 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1589 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1590 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1591 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1592 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1593 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1594 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1595 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1596 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1599 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1600 \label{tab:file_symb_effect}
1603 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1604 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1606 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1607 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1608 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1609 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1610 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1612 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1613 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1614 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1615 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1616 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1617 \begin{prototype}{unistd.h}
1618 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1619 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1620 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1622 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1623 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1624 \var{errno} assumerà i valori:
1626 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1629 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1630 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1634 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1635 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1636 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1637 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1641 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1642 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1643 \label{fig:file_link_loop}
1646 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1647 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1648 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1649 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1650 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1651 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1652 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1653 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1654 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1655 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1656 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1658 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1659 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1660 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1661 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1662 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1664 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1665 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1666 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1667 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1668 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1670 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1671 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1672 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1675 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1677 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1678 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1679 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1680 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1683 cat: temporaneo: No such file or directory
1685 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1686 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1689 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1690 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1692 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1693 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1694 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1695 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1696 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1697 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1698 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1699 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1700 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1702 \headdecl{sys/stat.h}
1703 \headdecl{sys/types.h}
1704 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1706 Crea una nuova directory.
1708 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1709 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1711 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1713 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1714 cui si vuole inserire la nuova directory.
1715 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1716 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1717 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1718 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1719 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1721 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1722 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1724 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1725 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1729 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1730 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1731 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1732 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1733 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1735 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1736 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1737 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1738 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1739 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1740 directory è impostata secondo quanto riportato in
1741 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1743 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1744 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1745 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1746 Cancella una directory.
1748 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1749 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1751 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1752 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1753 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\ids{UID} effettivo
1754 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1755 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1756 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1757 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1759 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1760 radice di qualche processo.
1761 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1763 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1764 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1767 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1768 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1769 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1770 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1772 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1773 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1774 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1775 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1776 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1777 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1778 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1779 file nella directory.
1782 \subsection{La creazione di file speciali}
1783 \label{sec:file_mknod}
1785 \index{file!di~dispositivo|(}
1787 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1788 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1789 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1790 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1791 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1792 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1794 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1795 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1796 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1797 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1800 \headdecl{sys/types.h}
1801 \headdecl{sys/stat.h}
1804 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1806 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1808 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1809 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1811 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1812 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1813 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1814 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1815 fifo, un socket o un dispositivo.
1816 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1818 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1819 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1820 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1823 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1824 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1825 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1826 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1827 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1828 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1829 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1830 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1832 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1833 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1834 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1835 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1836 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1837 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1838 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1841 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1842 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1843 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1844 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1845 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1846 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1847 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1848 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1849 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1850 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1851 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1852 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1853 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1854 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1856 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1857 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1858 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1859 semantica BSD per il filesystem (si veda
1860 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1861 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1863 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1864 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1865 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1866 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1867 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1868 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1869 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1870 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1871 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1872 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1875 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1876 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1877 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1878 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1879 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1880 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1881 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1882 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1883 sorgenti del kernel.
1885 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1886 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1887 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1888 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1889 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1890 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1891 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1892 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1893 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1895 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1896 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1897 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1898 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1899 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1901 \headdecl{sys/types.h}
1902 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1903 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1906 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1907 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1910 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1911 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1912 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1914 \headdecl{sys/types.h}
1915 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1917 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1918 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1921 \index{file!di~dispositivo|)}
1923 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1924 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1925 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1927 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1929 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1933 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1934 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1935 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1936 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1939 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1940 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1941 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1942 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1946 \subsection{Accesso alle directory}
1947 \label{sec:file_dir_read}
1949 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1950 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1951 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1952 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1953 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1954 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1955 funzioni di scrittura.
1957 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1958 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1959 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1960 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1961 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1962 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1963 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1964 funzione per la lettura delle directory.
1966 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1967 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1968 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1969 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1970 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1971 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1972 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1974 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1976 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1978 Apre un \textit{directory stream}.
1980 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1981 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1982 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1983 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1986 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1987 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1988 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1989 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1990 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1993 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1994 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1995 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1996 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1997 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1999 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2000 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2001 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2002 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2003 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2004 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2005 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2006 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2007 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2008 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2010 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2012 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
2014 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
2016 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
2017 caso di successo e -1 in caso di errore.}
2020 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2021 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2022 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2023 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2024 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
2025 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2027 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2028 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2029 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2030 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2031 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2032 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2033 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2034 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2035 700} .} il cui prototipo è:
2037 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2039 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
2041 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
2043 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2044 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2045 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
2048 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2049 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2050 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2051 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2052 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2053 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2055 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2056 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2057 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
2058 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
2059 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
2060 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
2061 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
2063 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2064 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2065 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
2067 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2069 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2071 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2073 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
2074 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
2075 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
2076 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
2077 raggiunge la fine dello stream.}
2080 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2081 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2082 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2083 esaurite tutte le voci in essa presenti.
2085 \begin{figure}[!htb]
2086 \footnotesize \centering
2087 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2088 \includestruct{listati/dirent.c}
2091 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2093 \label{fig:file_dirent_struct}
2096 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
2097 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
2098 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
2099 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
2100 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
2101 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
2102 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
2103 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
2106 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
2107 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
2108 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2109 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2110 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2111 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
2114 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2116 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
2117 struct dirent **result)}
2119 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2121 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2122 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
2125 La funzione restituisce in \param{result} (come
2126 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
2127 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
2128 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
2129 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
2131 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2132 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
2133 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
2134 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
2135 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
2136 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
2137 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
2138 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
2139 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
2140 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
2141 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
2144 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
2145 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
2146 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
2147 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2148 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2149 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2154 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2156 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2159 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2160 \const{DT\_REG} & File normale.\\
2161 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
2162 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
2163 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
2164 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
2165 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2166 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2169 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2170 della struttura \struct{dirent}.}
2171 \label{tab:file_dtype_macro}
2174 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2175 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
2176 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
2177 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
2178 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
2179 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
2180 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
2181 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
2182 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
2183 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
2184 \const{DT\_UNKNOWN}.}
2186 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2187 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
2188 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2190 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
2191 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
2193 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
2194 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
2197 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2198 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2199 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2200 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
2201 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2202 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2203 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2204 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2205 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2206 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2207 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
2210 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2211 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
2212 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
2213 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
2214 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
2215 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
2216 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
2217 conformità a POSIX.1-2001.}
2218 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
2219 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
2221 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
2222 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
2223 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2224 valore errato per \param{dir}.}
2227 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
2228 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
2229 iniziale; il suo prototipo è:
2231 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2233 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2235 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
2238 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2239 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2240 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2242 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2244 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
2246 Chiude un \textit{directory stream}.
2248 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
2249 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
2252 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2253 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2254 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2255 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2256 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2257 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2258 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
2259 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
2260 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2262 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
2264 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
2265 trovate, e -1 altrimenti.}
2268 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2269 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2270 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
2271 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
2272 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
2274 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2275 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2276 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2277 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2278 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2279 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
2280 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2282 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
2283 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2284 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
2285 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2286 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2287 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2288 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2289 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2290 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2291 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2292 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2293 si deve passare il suo indirizzo.}
2295 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2296 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2297 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2301 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2303 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2305 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2307 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2308 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2309 maggiore del secondo.}
2312 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2313 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2314 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2315 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2316 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2317 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2318 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2319 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2320 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2321 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2322 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2323 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2325 \begin{figure}[!htbp]
2326 \footnotesize \centering
2327 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2328 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2330 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2332 \label{fig:file_my_ls}
2335 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2336 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2337 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2338 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2339 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2342 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2343 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2344 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2345 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2347 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2348 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2349 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2350 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2351 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2353 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2354 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2355 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2356 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2357 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2359 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2360 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2361 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2362 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2364 \begin{figure}[!htbp]
2365 \footnotesize \centering
2366 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2367 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2369 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2370 file \file{DirScan.c}.}
2371 \label{fig:file_dirscan}
2374 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2375 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2376 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2377 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2378 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2381 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2382 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2383 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2384 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2385 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2386 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2387 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2388 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2389 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2390 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2391 ottenere le dimensioni.}
2393 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2394 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2395 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2396 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2397 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2398 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2399 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2400 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2401 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2402 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2403 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2404 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2405 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2406 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2407 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2408 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2411 \subsection{La directory di lavoro}
2412 \label{sec:file_work_dir}
2416 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2417 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2418 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2419 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2420 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2421 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2422 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2423 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2424 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2426 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2427 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2428 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2429 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2430 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2431 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2432 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2434 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2435 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2436 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2437 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2438 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2439 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2441 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2442 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2444 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2445 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2446 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2448 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2450 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2451 lunghezza del \textit{pathname}.
2452 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2453 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2455 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2459 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2460 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2461 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2462 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2463 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2464 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2467 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2468 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2469 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2470 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2471 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2472 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2473 volta cessato il suo utilizzo.
2475 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2476 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2477 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2478 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2479 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2480 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2481 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2482 principale per cui questa funzione è deprecata.
2484 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2485 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2486 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2487 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2490 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2491 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2492 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2493 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2494 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2495 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2496 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2497 attraverso eventuali link simbolici.
2499 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2500 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2501 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2502 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2503 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2505 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2506 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2508 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2509 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2512 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2513 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2515 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2516 quale si hanno i permessi di accesso.
2518 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2519 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2520 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2521 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2522 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2525 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2526 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2529 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2530 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2531 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2532 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2533 specificata da \param{fd}.
2539 \subsection{I file temporanei}
2540 \label{sec:file_temp_file}
2542 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2543 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2544 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2545 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2546 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2547 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2548 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2550 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2551 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2552 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2553 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2554 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2555 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2556 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2558 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2559 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2562 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2563 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2564 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2565 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2566 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2567 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2568 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2569 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2570 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2571 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2572 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2575 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2576 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2577 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2578 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2579 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2580 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2582 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2583 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2584 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2587 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2588 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2589 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2590 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2591 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2592 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2594 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2595 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2596 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2597 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2598 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2599 \item la directory \file{/tmp}.
2602 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2603 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2604 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2605 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2606 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2607 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2608 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2611 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2612 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2613 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2614 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2615 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2617 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2618 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2619 caso \var{errno} assumerà i valori:
2621 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2622 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2624 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2625 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2628 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2629 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2630 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2631 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2632 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2633 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2634 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2636 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2637 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2638 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2639 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2640 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2642 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2643 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2645 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2646 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2649 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2653 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2654 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2655 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2656 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2657 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2658 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2659 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2660 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2661 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2664 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2665 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2667 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2668 Genera un file temporaneo.
2670 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2671 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2673 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2674 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2675 contenuto di \param{template} è indefinito.
2679 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2680 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2681 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2682 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2683 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2684 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2685 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2686 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2687 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2688 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2689 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2690 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2691 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2692 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2693 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2694 Genera un file temporaneo.
2696 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2697 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2699 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2700 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2701 nell'apertura del file.
2704 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2705 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2706 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2707 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2708 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2709 Genera una directory temporanea.
2711 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2712 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2715 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2717 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2720 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2721 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2722 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2723 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2724 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2727 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2728 \label{sec:file_infos}
2730 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2731 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2732 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2733 nell'\textit{inode}.
2735 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2736 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2737 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2738 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2739 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2740 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2743 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2744 \label{sec:file_stat}
2746 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2747 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2748 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2749 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2751 \headdecl{sys/types.h}
2752 \headdecl{sys/stat.h}
2755 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2756 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2757 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2758 Legge le informazioni di un file.
2760 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2761 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2762 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2763 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2766 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2767 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2768 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2769 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2770 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2771 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2772 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2774 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2775 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2776 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2777 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2778 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2779 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2780 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2782 \begin{figure}[!htb]
2785 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2786 \includestruct{listati/stat.h}
2789 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2791 \label{fig:file_stat_struct}
2794 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2795 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2796 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2798 \subsection{I tipi di file}
2799 \label{sec:file_types}
2801 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2802 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2803 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2804 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2805 una struttura \struct{stat}.
2807 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2808 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2809 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2810 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2811 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2812 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2816 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2818 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2821 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2822 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2823 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2824 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2825 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2826 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2827 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2830 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2831 \label{tab:file_type_macro}
2834 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2835 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2836 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2837 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2838 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2840 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2841 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2842 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2843 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2844 un'opportuna combinazione.
2849 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2851 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2854 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2855 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2856 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2857 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2858 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2859 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2860 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2861 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2863 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2864 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2865 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2867 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2868 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2869 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2870 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2872 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2873 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2874 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2875 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2877 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2878 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2879 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2880 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2883 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2884 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2885 \label{tab:file_mode_flags}
2888 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2889 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2891 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2892 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2893 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2896 \subsection{Le dimensioni dei file}
2897 \label{sec:file_file_size}
2899 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2900 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2901 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2902 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2904 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2905 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2906 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2907 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2908 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2910 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2911 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2912 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2913 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2914 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2915 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2916 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2918 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2919 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2920 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2921 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2922 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2923 risultato di \cmd{ls}.
2925 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2926 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2927 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2928 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2930 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2931 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2932 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2933 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2937 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2939 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2941 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2943 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2944 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2945 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2947 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2948 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2949 file o non è aperto in scrittura.
2951 per \func{truncate} si hanno:
2953 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2954 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2956 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2958 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2959 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2962 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2963 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2964 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2965 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2966 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2969 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2970 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2971 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2972 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2973 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2974 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2975 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2977 \subsection{I tempi dei file}
2978 \label{sec:file_file_times}
2980 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2981 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2982 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2983 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2984 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2985 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2986 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2987 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2988 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2993 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2995 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2996 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2999 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3000 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3001 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3002 \func{write}, \func{utime} & default\\
3003 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3004 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3007 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3008 \label{tab:file_file_times}
3011 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3012 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
3013 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
3014 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
3015 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
3016 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
3017 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
3018 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
3019 l'utilizzo di questo secondo tempo.
3021 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3022 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
3023 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
3024 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
3025 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
3026 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
3027 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3028 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
3029 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
3030 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
3031 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
3032 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
3033 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
3035 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3036 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3037 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3038 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3039 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3040 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3041 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3043 % TODO aggiustare per il contenuto duplicato con le analoghe MS_*
3045 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
3046 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
3047 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
3048 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
3049 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
3050 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
3051 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
3052 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
3053 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
3054 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
3055 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
3056 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
3057 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
3058 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
3063 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3065 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3066 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3067 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3068 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3069 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3070 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3073 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
3074 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3075 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3076 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3077 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3078 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3079 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3080 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3083 \func{chmod}, \func{fchmod}
3084 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3085 \func{chown}, \func{fchown}
3086 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3088 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3089 con \const{O\_CREATE} \\
3091 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3092 con \const{O\_TRUNC} \\
3094 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3096 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3098 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3100 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3102 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3104 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3105 con \const{O\_CREATE} \\
3107 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3108 con \const{O\_TRUNC} \\
3110 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3112 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3114 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3115 se esegue \func{unlink}\\
3117 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3118 se esegue \func{rmdir}\\
3120 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3121 per entrambi gli argomenti\\
3123 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3124 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3125 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3127 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3129 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3131 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3134 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3135 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
3136 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3137 \label{tab:file_times_effects}
3141 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3142 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3143 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3144 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3145 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
3146 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
3147 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
3150 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3151 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3152 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
3153 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
3154 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
3155 tempi di quest'ultimo.
3157 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
3158 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
3159 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
3160 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3161 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
3163 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
3164 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
3165 \begin{prototype}{utime.h}
3166 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3167 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3169 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3170 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3172 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3173 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3175 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3178 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
3179 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
3180 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
3181 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3182 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3183 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3185 \begin{figure}[!htb]
3186 \footnotesize \centering
3187 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3188 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3191 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3193 \label{fig:struct_utimebuf}
3196 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
3197 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
3198 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
3199 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
3200 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
3202 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
3203 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3204 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
3205 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
3206 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
3207 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
3208 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
3209 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
3210 cosa è più complicata da realizzare.
3212 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3213 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3214 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3215 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3216 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3217 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3218 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3219 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3220 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3223 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3224 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3225 precisione; il suo prototipo è:
3228 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3229 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3231 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3232 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3234 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3235 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3237 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3240 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3241 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3242 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3243 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3244 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3245 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3246 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3248 \begin{figure}[!htb]
3249 \footnotesize \centering
3250 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3251 \includestruct{listati/timeval.h}
3254 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3255 con la precisione del microsecondo.}
3256 \label{fig:sys_timeval_struct}
3259 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3260 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3261 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3262 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
3263 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
3266 \headdecl{sys/time.h}
3268 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
3269 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
3271 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3272 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
3275 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3276 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3277 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3279 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3280 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3284 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3285 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3286 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
3287 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
3288 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
3291 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
3292 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
3293 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
3294 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
3295 compito; i rispettivi prototipi sono:
3297 \headdecl{sys/time.h}
3299 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3300 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3302 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3303 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3306 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3307 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3308 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3310 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3311 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3315 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3316 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3317 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3318 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3320 \begin{figure}[!htb]
3321 \footnotesize \centering
3322 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3323 \includestruct{listati/timespec.h}
3326 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3327 con la precisione del nanosecondo.}
3328 \label{fig:sys_timespec_struct}
3331 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3332 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3333 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3334 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3335 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3336 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3337 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3338 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3339 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3340 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3342 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3343 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3344 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3345 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3346 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3347 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3348 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3349 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3350 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3351 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3352 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3353 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3354 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3355 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3356 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3357 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3358 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3359 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3362 \section{Il controllo di accesso ai file}
3363 \label{sec:file_access_control}
3365 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3366 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3367 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3368 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3369 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3370 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3371 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3374 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3375 \label{sec:file_perm_overview}
3377 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3378 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3379 degli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e \ids{GID}). Questi valori
3380 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3381 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3382 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3383 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3384 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3385 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3388 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3389 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3390 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3391 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3392 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3393 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3394 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3395 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3396 base associati ad ogni file sono:
3398 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3400 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3401 dall'inglese \textit{write}).
3402 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3403 dall'inglese \textit{execute}).
3405 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3407 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3408 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3410 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3413 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3414 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3415 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3416 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3420 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3421 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3422 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3423 \label{fig:file_perm_bit}
3426 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3427 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3428 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3429 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3430 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3431 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3433 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3434 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3435 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3436 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3438 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3439 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3440 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3441 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3442 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3443 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3444 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3445 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3446 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3451 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3453 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3456 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3457 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3458 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3460 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3461 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3462 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3464 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3465 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3466 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3469 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3470 \texttt{<sys/stat.h>}}
3471 \label{tab:file_bit_perm}
3474 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3475 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3476 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3479 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3480 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3481 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3482 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3483 diritto di esecuzione).
3485 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3486 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3487 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3488 che si può leggere il contenuto della directory.
3490 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3491 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3492 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3493 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3496 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3497 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3498 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3499 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3500 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3502 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3503 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3504 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3505 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3506 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3507 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3508 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3510 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3511 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3512 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3515 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3516 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3517 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3518 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3519 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3520 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3521 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3523 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3524 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3525 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3526 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
3527 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
3528 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3529 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3530 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3531 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3534 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3535 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3536 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
3537 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
3538 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
3539 cui l'utente appartiene.
3541 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3542 di accesso sono i seguenti:
3544 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
3545 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3546 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3548 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
3549 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3552 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3553 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3554 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3555 impostato, l'accesso è consentito
3556 \item altrimenti l'accesso è negato
3558 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
3559 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
3561 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3563 \item altrimenti l'accesso è negato
3565 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3566 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3569 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3570 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3571 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3572 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3573 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3574 tutti gli altri non vengono controllati.
3577 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3578 \label{sec:file_special_perm}
3583 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3584 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3585 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3586 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3587 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3588 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3589 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3591 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3592 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3593 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3594 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3595 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3597 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3598 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3599 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3600 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
3601 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
3602 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
3605 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3606 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3607 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3608 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3609 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3610 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3611 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3614 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3615 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3616 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3617 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3618 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3620 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3621 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3622 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3623 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3624 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3625 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3626 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3628 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3629 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3630 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3631 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3634 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3635 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3636 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3637 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3638 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3639 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3645 \itindbeg{sticky~bit}
3647 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3648 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3649 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3650 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3651 si poteva impostare questo bit.
3653 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3654 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3655 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3656 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3657 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3658 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3659 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3660 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3662 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3663 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3664 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3665 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3666 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3668 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3669 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3670 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3671 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3672 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3673 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3676 \item l'utente è proprietario del file
3677 \item l'utente è proprietario della directory
3678 \item l'utente è l'amministratore
3680 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3681 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3684 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3686 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3687 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3688 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3689 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3690 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3691 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3693 \itindend{sticky~bit}
3695 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3696 \label{sec:file_perm_management}
3698 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3699 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
3700 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
3701 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
3702 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3703 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3704 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3706 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3707 \begin{prototype}{unistd.h}
3708 {int access(const char *pathname, int mode)}
3710 Verifica i permessi di accesso.
3712 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3713 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3716 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3717 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3718 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3719 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3720 un filesystem montato in sola lettura.
3722 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3723 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3726 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3727 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3728 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3729 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3730 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3731 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3732 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3733 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3734 sul file a cui esso fa riferimento.
3736 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3737 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3738 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3739 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3740 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3741 contrario (o di errore) ritorna -1.
3745 \begin{tabular}{|c|l|}
3747 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3750 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3751 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3752 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3753 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3756 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3758 \label{tab:file_access_mode_val}
3761 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3762 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3763 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3764 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3766 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3767 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3768 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3769 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3770 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3771 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3772 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3773 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3776 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3777 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3778 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3780 \headdecl{sys/types.h}
3781 \headdecl{sys/stat.h}
3783 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3784 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3786 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3787 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3789 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3790 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3792 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3793 proprietario del file o non è zero.
3794 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3796 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3797 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3798 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3801 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3802 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3803 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3809 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3811 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3814 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3815 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3816 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3818 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3819 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3820 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3821 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3823 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3824 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3825 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3826 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3828 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3829 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3830 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3831 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3834 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3835 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3836 \label{tab:file_permission_const}
3839 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3840 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3841 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3842 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3843 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3844 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3845 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3846 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3848 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3849 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3850 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3851 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3852 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3854 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3855 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3856 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
3857 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3858 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3860 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3861 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3862 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3863 in particolare accade che:
3865 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3866 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
3867 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3868 stato indicato in \param{mode}.
3869 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3870 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3871 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3872 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3873 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3874 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3875 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3876 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
3879 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3880 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3881 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3882 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3883 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3884 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3885 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3886 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3887 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3888 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3889 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3891 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3892 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3893 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3894 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3895 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3896 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3897 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3898 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3902 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3903 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3904 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3905 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3906 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3907 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3908 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3909 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3910 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3911 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3912 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3913 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3914 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3917 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3918 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3919 \begin{prototype}{stat.h}
3920 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3922 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3923 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3925 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3926 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3929 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3930 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3931 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3932 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3933 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3934 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3939 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3940 \label{sec:file_ownership_management}
3942 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3943 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3944 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3945 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3946 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3947 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3949 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
3950 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
3951 prevede due diverse possibilità:
3953 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
3954 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
3957 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3958 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3959 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3960 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3961 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3963 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
3964 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3965 partenza, in tutte le sotto-directory.
3967 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3968 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3969 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3970 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3971 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3972 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
3975 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3976 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3977 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3978 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3979 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3980 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3981 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3982 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3983 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3984 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3985 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3987 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3988 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3989 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3991 \headdecl{sys/types.h}
3992 \headdecl{sys/stat.h}
3994 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3995 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3996 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3998 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3999 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
4001 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
4002 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
4004 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4005 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
4007 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
4008 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
4009 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
4010 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
4013 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4014 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4015 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4016 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4017 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4018 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4019 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4020 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4022 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
4023 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
4024 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
4025 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
4026 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
4027 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
4028 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
4029 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
4030 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4032 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4033 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4034 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4035 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4036 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4037 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4038 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4041 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4042 \label{sec:file_riepilogo}
4044 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4045 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4046 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4047 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4048 fornire un quadro d'insieme.
4053 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4055 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4056 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4057 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4058 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4059 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4061 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4064 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
4065 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
4066 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4067 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4068 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4069 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
4070 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
4071 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
4072 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
4073 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
4074 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
4075 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4076 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4077 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4080 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4081 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4082 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4083 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4084 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4086 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4089 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4090 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
4092 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
4094 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
4095 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
4096 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
4097 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
4099 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
4101 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
4103 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4104 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4105 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4108 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4110 \label{tab:file_fileperm_bits}
4113 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4114 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4115 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4116 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4117 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4118 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4119 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4120 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4121 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4122 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4123 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4124 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4126 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
4127 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
4128 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
4129 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4131 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4132 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4133 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4134 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4135 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4136 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4139 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4140 \label{sec:file_dir_advances}
4142 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4143 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4144 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4145 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4148 \subsection{Gli attributi estesi}
4149 \label{sec:file_xattr}
4151 \itindbeg{Extended~Attributes}
4153 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4154 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4155 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4156 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4157 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4158 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4159 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4160 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
4161 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4164 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4165 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4166 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
4167 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
4168 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
4169 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
4170 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
4171 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4173 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4174 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4175 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4176 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4177 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4178 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4179 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4180 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4181 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4182 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4183 l'atomicità di tutte le operazioni.
4185 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4186 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4187 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4188 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4190 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4191 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4192 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4193 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4194 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4195 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4196 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4197 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
4198 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4199 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4200 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4201 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4202 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4203 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4204 gruppo proprietari del file.
4206 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4207 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4208 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4209 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4210 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4211 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4212 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4213 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4214 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4215 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4216 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4221 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4223 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4226 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4227 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4228 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4229 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4230 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4231 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4232 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4233 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4234 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4235 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4236 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4237 \textit{capabilities} (vedi
4238 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4239 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4240 utilizzati per poter realizzare in user space
4241 meccanismi che consentano di mantenere delle
4242 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4243 ai processi ordinari.\\
4244 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4245 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4246 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4247 file) accessibili dagli utenti.\\
4250 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4251 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4252 \label{tab:extended_attribute_class}
4256 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4257 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4258 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4259 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4260 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4261 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4262 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4263 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4264 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4265 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4266 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4267 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4268 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4269 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4270 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4271 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4272 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4273 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4274 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4275 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4277 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4278 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4279 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4280 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4281 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4282 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4283 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4284 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
4285 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
4288 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4289 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4290 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4291 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4292 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4293 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4295 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4296 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4297 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4298 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4299 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4300 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4301 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4302 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4303 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4304 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4305 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4306 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4307 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4308 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4309 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4312 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4313 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4314 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4315 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4316 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4317 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4318 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4319 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4320 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4321 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4322 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4323 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4324 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4325 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4326 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4327 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4328 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4329 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4330 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4331 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4332 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4333 \const{CAP\_FOWNER}.
4336 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4337 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4338 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4339 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4340 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4341 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4342 l'opzione \texttt{-lattr}.
4344 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4345 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4346 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4347 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4349 \headdecl{sys/types.h}
4350 \headdecl{attr/xattr.h}
4352 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4353 *value, size\_t size)}
4355 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4356 *value, size\_t size)}
4358 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4361 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4363 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4364 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4365 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4367 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4368 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4369 non è sufficiente per contenere il risultato.
4370 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4371 filesystem o sono disabilitati.
4373 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4374 permessi di accesso all'attributo. }
4377 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4378 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4379 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4380 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4381 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4382 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4385 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4386 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4387 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4388 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4389 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4390 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4391 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4392 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4393 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4395 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4396 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4397 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4398 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4399 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4400 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4401 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4402 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4403 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4405 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4406 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4407 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4408 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4410 \headdecl{sys/types.h}
4411 \headdecl{attr/xattr.h}
4413 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4414 *value, size\_t size, int flags)}
4416 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4417 *value, size\_t size, int flags)}
4419 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4420 size\_t size, int flags)}
4422 Impostano il valore di un attributo esteso.
4424 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4425 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4427 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4428 l'attributo richiesto non esiste.
4429 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4430 l'attributo esiste già.
4431 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4432 filesystem o sono disabilitati.
4434 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4435 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4440 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4441 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4442 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4443 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4444 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4445 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4447 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4448 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4449 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4450 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4451 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4452 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4453 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4454 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4455 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4456 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4458 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4459 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4460 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4461 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4463 \headdecl{sys/types.h}
4464 \headdecl{attr/xattr.h}
4466 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4468 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4470 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4472 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4474 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4475 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4476 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4478 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4479 non è sufficiente per contenere il risultato.
4480 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4481 filesystem o sono disabilitati.
4483 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4484 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4489 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4490 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4491 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4492 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4493 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4495 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4496 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4497 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4498 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4499 dimensione totale della lista in byte.
4501 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4502 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4503 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4504 usando per \param{size} un valore nullo.
4506 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4507 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4508 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4510 \headdecl{sys/types.h}
4511 \headdecl{attr/xattr.h}
4513 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4515 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4517 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4520 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4522 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4523 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4525 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4526 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4527 filesystem o sono disabilitati.
4529 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4533 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4534 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4535 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4536 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4537 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4539 \itindend{Extended~Attributes}
4542 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4543 \label{sec:file_ACL}
4545 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4546 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4548 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4550 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4551 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4552 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4553 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4554 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4555 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4556 si può soddisfare in maniera semplice.}
4558 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4559 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4560 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4561 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4562 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4563 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4564 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4566 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4567 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4568 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4569 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4570 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4571 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4574 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4575 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4576 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4577 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4578 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4579 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4580 standard POSIX 1003.1e.
4582 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4583 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4584 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4585 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4586 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4587 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4588 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4589 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4590 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4591 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4592 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4593 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4594 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4596 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4597 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4598 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4599 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4600 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4601 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4602 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4603 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4604 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4605 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4606 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4611 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4613 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4616 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4617 proprietario del file.\\
4618 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4619 l'utente indicato dal rispettivo
4621 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4622 gruppo proprietario del file.\\
4623 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4624 il gruppo indicato dal rispettivo
4626 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4627 permessi di accesso che possono essere garantiti
4628 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4629 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4630 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4631 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4634 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4635 \label{tab:acl_tag_types}
4638 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4639 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4640 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4641 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4642 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4643 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4646 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4647 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4648 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4649 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4650 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4651 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4652 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4655 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4656 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4657 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4658 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4659 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4660 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4661 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4662 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4663 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4665 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4666 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4667 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4668 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4669 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4670 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4671 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4672 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4673 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4674 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4675 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4676 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4677 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4678 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4679 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4680 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4681 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4682 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4684 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4685 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4686 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4687 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4688 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4689 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4690 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4691 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4692 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4693 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4694 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4695 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4696 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4697 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4699 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4700 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4701 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4702 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4703 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4704 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4705 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4707 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4708 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4709 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4710 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4711 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4712 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4715 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4717 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4719 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4720 l'accesso è consentito;
4721 \item altrimenti l'accesso è negato.
4723 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4724 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4726 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4727 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4729 \item altrimenti l'accesso è negato.
4731 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4732 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4734 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4735 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4736 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4737 l'accesso è consentito;
4738 \item altrimenti l'accesso è negato.
4740 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4741 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4742 \const{ACL\_GROUP} allora:
4744 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4745 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4747 \item altrimenti l'accesso è negato.
4749 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4750 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4753 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4754 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4755 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4756 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4757 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4758 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4760 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4761 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4762 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4763 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4764 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4765 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4766 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4769 \headdecl{sys/types.h}
4770 \headdecl{sys/acl.h}
4772 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4774 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4776 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4777 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4778 assumerà uno dei valori:
4780 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4781 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4786 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4787 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4788 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4789 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4790 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4791 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4792 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4793 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4794 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4795 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4796 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4798 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4799 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4800 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4802 \headdecl{sys/types.h}
4803 \headdecl{sys/acl.h}
4805 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4807 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4809 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4810 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4811 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4815 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4816 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4817 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4818 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4819 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4820 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4821 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4822 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4823 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4824 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4827 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4828 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4829 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4831 \headdecl{sys/types.h}
4832 \headdecl{sys/acl.h}
4834 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4836 Crea una copia della ACL \param{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}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4844 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4850 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4851 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4852 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4853 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4854 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4855 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4856 memoria occupata dalla copia.
4858 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4859 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4860 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4861 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4863 \headdecl{sys/types.h}
4864 \headdecl{sys/acl.h}
4866 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4868 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4870 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4871 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4872 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4877 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4878 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4879 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4880 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4881 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4882 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4884 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4885 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4886 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4889 \headdecl{sys/types.h}
4890 \headdecl{sys/acl.h}
4892 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4893 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4895 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4897 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4898 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4899 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4901 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4902 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4905 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4906 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4907 un file per \func{acl\_get\_file}.
4912 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4913 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4914 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4915 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4916 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4917 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4918 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4919 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4924 \begin{tabular}{|l|l|}
4926 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4929 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4930 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4933 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4934 \label{tab:acl_type}
4937 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4938 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4939 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4940 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4941 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4942 verrà restituita una ACL vuota.
4944 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4945 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4947 \headdecl{sys/types.h}
4948 \headdecl{sys/acl.h}
4950 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4952 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4954 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4955 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4956 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4958 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4959 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4960 \param{buf\_p} non è valida.
4966 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4967 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4968 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4969 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4970 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4971 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4973 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4974 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4975 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4976 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4977 per riga, nella forma:
4979 tipo:qualificatore:permessi
4981 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4982 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4983 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4984 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4985 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4986 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4987 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4990 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4991 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4992 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4993 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4994 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4995 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4996 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4997 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4998 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4999 carattere ``\texttt{\#}''.
5001 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5002 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5003 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5004 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5005 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5007 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5008 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5009 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5011 \headdecl{sys/types.h}
5012 \headdecl{sys/acl.h}
5014 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5016 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5018 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5019 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
5020 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5023 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5024 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5030 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5031 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5032 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5033 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5034 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5035 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5036 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5038 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5039 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5040 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5042 \headdecl{sys/types.h}
5043 \headdecl{sys/acl.h}
5045 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5046 separator, int options)}
5048 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5050 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5051 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
5052 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5054 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5055 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5061 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5062 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5063 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5064 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5066 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5067 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5068 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5069 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5070 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5071 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5072 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5077 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5079 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5082 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5083 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5084 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5085 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5086 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5087 viene generato un commento con i permessi
5088 effettivamente risultanti; il commento è
5089 separato con un tabulatore.\\
5090 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5091 effettivi per ciascuna voce che contiene
5092 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5093 anche quando questi non vengono modificati
5094 da essa; il commento è separato con un
5096 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5097 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5098 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5099 automaticamente il numero di spaziatori
5100 prima degli eventuali commenti in modo da
5101 mantenerli allineati.\\
5104 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5105 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5106 \label{tab:acl_to_text_options}
5109 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5110 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5111 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5112 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5113 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5114 bozza dello standard POSIX.1e.
5116 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5117 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5118 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5119 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5120 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5121 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5122 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5124 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5125 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5126 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5127 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5129 \headdecl{sys/types.h}
5130 \headdecl{sys/acl.h}
5132 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5134 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
5136 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5137 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5138 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5140 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5146 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5147 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5148 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5149 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5150 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5151 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5153 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5154 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5156 \headdecl{sys/types.h}
5157 \headdecl{sys/acl.h}
5159 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5161 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
5163 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5164 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5165 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5167 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5168 \param{size} è negativo o nullo.
5169 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5170 dimensione della rappresentazione della ACL.
5176 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5177 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5178 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5179 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5180 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5181 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5183 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5184 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5185 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5187 \headdecl{sys/types.h}
5188 \headdecl{sys/acl.h}
5190 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5192 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5194 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5195 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5196 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5198 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5199 una rappresentazione corretta di una ACL.
5200 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5201 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5207 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5208 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5209 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5210 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5211 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5214 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5215 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5216 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5217 directory, ed il cui prototipo è:
5219 \headdecl{sys/types.h}
5220 \headdecl{sys/acl.h}
5222 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5225 Imposta una ACL su un file o una directory.
5227 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5228 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5230 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5231 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5232 assegnato a \param{path}.
5233 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5234 ha in valore non corretto.
5235 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5236 dati aggiuntivi della ACL.
5237 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5238 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5240 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5241 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5245 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5246 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
5247 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
5248 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
5249 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
5250 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
5251 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
5252 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
5253 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
5254 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
5255 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
5256 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
5257 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
5258 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
5260 \headdecl{sys/types.h}
5261 \headdecl{sys/acl.h}
5263 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5265 Imposta una ACL su un file descriptor.
5267 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5268 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5270 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5271 ha in valore non corretto.
5272 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5273 dati aggiuntivi della ACL.
5274 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5275 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5277 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5281 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5282 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5283 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5284 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5285 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5286 descriptor, la ACL da impostare.
5288 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5289 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5290 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5291 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5292 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5293 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5294 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5295 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5298 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5299 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5300 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5301 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5302 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5303 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5304 singole voci successive alla prima.
5306 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5307 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5308 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5309 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5310 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5311 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5312 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5313 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5314 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5315 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5317 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5320 \subsection{La gestione delle quote disco}
5321 \label{sec:disk_quota}
5323 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5324 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5325 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5326 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5327 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5328 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5329 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5330 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5331 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5332 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5333 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5334 sugli utenti o solo sui gruppi.
5336 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5337 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5338 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5339 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5340 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5341 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5342 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5343 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5344 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5346 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5347 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5348 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5349 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5350 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5351 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5352 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5353 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5354 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5355 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5356 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5357 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5358 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5359 verificare e aggiornare i dati.
5361 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5362 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5363 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5364 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5365 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5366 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5367 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5368 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5369 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5371 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5372 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5374 \headdecl{sys/types.h}
5375 \headdecl{sys/quota.h}
5377 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5379 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5381 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5382 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5384 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5385 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5387 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5388 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5389 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5390 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5391 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5392 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5393 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5395 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5397 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5398 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5399 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5400 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5401 filesystem senza quote attivate.
5406 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5407 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5408 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5409 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5410 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5411 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5412 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5415 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5416 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5417 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5419 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5420 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5422 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5423 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5424 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5431 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5433 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5436 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5437 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5438 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5439 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5440 la versione del formato con uno dei valori di
5441 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5442 richiede i privilegi di amministratore.\\
5443 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5444 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5445 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5446 richiede i privilegi di amministratore.\\
5447 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5448 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5449 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5450 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5451 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5452 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5453 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5455 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5456 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5457 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5458 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5459 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5460 di amministratore.\\
5461 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5462 time}) delle quote del filesystem indicato
5463 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5464 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5465 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5466 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5467 struttura \struct{dqinfo} puntata
5468 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5469 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5470 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5471 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5472 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5473 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5474 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5475 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5476 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5477 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5478 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5479 filesystem con quote attive, \param{id}
5480 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5481 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5482 relative al sistema delle quote per il filesystem
5483 indicato da \param{dev}, richiede che si
5484 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5485 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5486 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5487 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5488 più recenti, che espongono la stessa informazione
5489 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5493 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5495 \label{tab:quotactl_commands}
5499 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5500 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5501 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5502 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5503 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5504 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5505 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5506 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5507 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5512 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5514 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5517 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5518 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5519 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5520 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5521 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5522 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5523 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5526 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5527 \label{tab:quotactl_id_format}
5530 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5531 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5532 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5533 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5534 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5535 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5536 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5539 \begin{figure}[!htb]
5540 \footnotesize \centering
5541 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5542 \includestruct{listati/dqblk.h}
5545 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5546 \label{fig:dqblk_struct}
5549 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5550 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5551 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5552 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5553 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5554 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5555 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5556 \textit{soft limit}.
5561 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5563 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5566 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5567 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5568 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5569 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5570 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5571 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5572 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5573 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5574 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5575 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5576 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5577 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5578 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5579 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5580 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5581 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5582 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5583 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5584 \const{QIF\_INODES}.\\
5585 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5586 \const{QIF\_ITIME}.\\
5587 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5590 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5591 \label{tab:quotactl_qif_const}
5595 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5596 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5597 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5598 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5599 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5600 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5601 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5602 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5603 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5605 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5606 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5607 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5608 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5609 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5610 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5611 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5612 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5613 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5614 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5615 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5616 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5618 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5619 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5620 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5621 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5622 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5623 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5624 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5625 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5626 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5628 \begin{figure}[!htb]
5629 \footnotesize \centering
5630 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5631 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5634 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5635 \label{fig:dqinfo_struct}
5638 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5639 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5640 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5641 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5642 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5647 \begin{tabular}{|l|l|}
5649 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5652 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5653 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5654 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5655 (\val{dqi\_igrace}).\\
5656 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5657 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5660 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5661 \label{tab:quotactl_iif_const}
5664 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5665 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5666 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5667 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5668 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5670 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5671 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5672 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5673 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5674 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5675 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5676 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5677 \textit{Repository}.}
5679 \begin{figure}[!htbp]
5680 \footnotesize \centering
5681 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5682 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5684 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5685 \label{fig:get_quota}
5688 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5689 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5690 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5691 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5692 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5693 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5695 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5696 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5697 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5698 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5699 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5700 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5701 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5702 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5703 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5704 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5706 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5707 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5708 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5709 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5710 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5711 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5712 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5714 \begin{figure}[!htbp]
5715 \footnotesize \centering
5716 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5717 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5719 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5720 \label{fig:set_block_quota}
5723 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5724 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5725 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5726 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5727 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5728 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5729 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5730 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5732 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5733 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5734 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5735 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5736 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5737 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5740 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5741 \label{sec:proc_capabilities}
5743 \itindbeg{capabilities}
5745 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5746 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5747 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5748 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5749 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5750 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5751 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5752 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5753 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5754 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5755 la marcatura di immutabilità.}
5757 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5758 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5759 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5760 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5761 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5762 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5763 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5765 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5766 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5767 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5768 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5769 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5770 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5771 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5772 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5774 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5775 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5776 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5777 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5778 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5779 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5780 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5781 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5782 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5783 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5784 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5787 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5788 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5789 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5790 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5791 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5792 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5793 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5794 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5795 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5796 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5797 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5798 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5799 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5801 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5802 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5803 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5804 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5805 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5806 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5807 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5808 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5809 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5810 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5811 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5812 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5813 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5814 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5816 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5817 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5818 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5819 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5820 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5821 \textit{file capabilities} è il seguente:
5822 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5823 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5824 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5825 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5826 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5827 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5828 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5829 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5831 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5832 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5833 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5834 chiamata ad \func{exec}.
5835 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5836 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5837 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5838 compiute dal processo.
5839 \label{sec:capabilities_set}
5842 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5843 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5844 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5845 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5846 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5847 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5848 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5849 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5850 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5851 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5852 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5853 loro significato è diverso:
5854 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5855 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5856 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5857 capacità \textsl{permesse} del processo.
5858 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5859 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5860 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5861 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5863 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5864 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5865 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5866 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5867 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5870 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5872 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5873 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5874 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5875 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5876 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5877 casistica assai complessa.
5879 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5880 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5881 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5882 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5883 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5884 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5885 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5886 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5887 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5888 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5889 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5890 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5892 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5893 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5894 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5895 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5896 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5897 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5898 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5899 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5900 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5901 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5904 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5905 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5906 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5907 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5908 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5909 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5911 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5912 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5913 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5914 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5915 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5916 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5917 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5918 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5919 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5921 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5922 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5923 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5924 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5925 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5926 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5927 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5929 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5930 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5931 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5932 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5933 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5934 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5935 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5936 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5937 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5938 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5939 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5941 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5942 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5943 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5944 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5945 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5946 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5947 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5948 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5949 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5950 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5951 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5952 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5953 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5954 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5957 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5958 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5959 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5960 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5961 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5962 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5963 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5964 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5965 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5966 attraverso una \func{exec}.
5968 \begin{figure}[!htbp]
5969 \footnotesize \centering
5970 \begin{minipage}[c]{12cm}
5971 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5973 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5975 \label{fig:cap_across_exec}
5978 \itindend{capabilities~bounding~set}
5980 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5981 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5982 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5983 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5984 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5985 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5986 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5987 privilegi originali dal processo.
5989 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5990 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
5991 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5992 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5993 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5994 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5995 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5996 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5998 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5999 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6000 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6001 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6002 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6003 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6004 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6007 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6008 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6009 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6010 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6011 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6012 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6013 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6014 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6015 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6016 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6017 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6018 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6019 \textit{permitted set}.
6020 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6021 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6022 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6023 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6024 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6025 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6026 set} che l'\textit{effective set}.
6028 \label{sec:capability-uid-transition}
6030 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6031 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6032 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6033 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6034 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6035 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6036 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6037 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6039 \itindbeg{securebits}
6041 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6042 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6043 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6044 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6045 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6046 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6047 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6048 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6053 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6055 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6058 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6059 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6060 \ids{UID} passano ad un valore non
6061 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6062 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6063 elenco), sostituisce il precedente uso
6064 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6066 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6067 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6068 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6069 dei gruppi \textit{effective} e
6070 \textit{file system} (regole di compatibilità
6071 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6072 precedente elenco).\\
6073 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6074 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6075 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6076 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6077 all'amministratore (regola di compatibilità
6078 per l'esecuzione di programmi senza
6079 \textit{capabilities}).\\
6082 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6083 \textit{securebits}.}
6084 \label{tab:securebits_values}
6087 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6088 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6089 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6090 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6091 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6092 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6093 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6094 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6095 \const{SECURE\_NOROOT}.
6097 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6098 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6099 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6100 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6101 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6102 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6103 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6104 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6105 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6107 \itindend{securebits}
6109 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6110 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6111 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6112 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6113 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6114 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6115 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6116 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6117 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6119 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6120 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6122 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6123 % http://lwn.net/Articles/280279/
6124 % http://lwn.net/Articles/256519/
6125 % http://lwn.net/Articles/211883/
6128 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6129 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6130 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6131 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6132 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
6133 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
6134 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
6135 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
6136 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
6137 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
6138 che è opportuno dettagliare maggiormente.
6140 \begin{table}[!h!btp]
6143 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6145 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6149 % POSIX-draft defined capabilities.
6151 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6152 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6153 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6154 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6155 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6156 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6157 proprietario di un file (vedi
6158 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6159 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6160 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6161 file,\footnotemark (vedi
6162 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6163 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6164 permessi di lettura ed esecuzione per
6166 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6167 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6168 proprietà di un file per tutte
6169 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6170 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6171 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6172 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6173 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6174 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6175 per i quali sono impostati viene modificato da
6176 un processo senza questa capacità e la capacità
6177 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6178 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6180 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6181 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6182 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6183 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6184 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6186 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6187 processi, sia il principale che i supplementari,
6188 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6189 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6190 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6191 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6192 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6193 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6194 delle credenziali coi socket \textit{unix
6195 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6197 % Linux specific capabilities
6200 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6201 locking} \itindex{memory~locking} con le
6202 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6203 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6204 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6205 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6206 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6207 per le operazioni sugli oggetti di
6208 intercomunicazione fra processi (vedi
6209 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6210 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6211 \itindex{file~lease} (vedi
6212 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6213 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6215 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6216 attributi \textit{immutable} e
6217 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
6219 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6220 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6221 con \func{mknod} (vedi
6222 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6223 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6224 privilegiate sulla rete.\\
6225 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6226 su porte riservate (vedi
6227 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6228 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6229 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6230 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6231 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6232 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6233 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6234 \textit{capabilities}.\\
6235 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6237 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6238 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6239 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6240 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6241 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6242 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6243 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6244 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6245 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6247 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6248 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6249 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6250 \textit{accounting} dei processi (vedi
6251 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6252 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6254 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6255 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6256 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6257 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6258 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6260 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6261 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6262 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6263 della console, con la funzione
6265 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6266 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6267 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6268 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6269 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6270 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6271 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6272 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6275 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6277 \label{tab:proc_capabilities}
6280 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6281 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6282 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6285 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6286 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6287 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6288 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6289 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6290 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6291 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6292 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6293 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6294 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6297 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6298 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6299 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6300 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6301 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6302 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6303 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6304 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6305 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6306 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6308 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6309 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6310 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6311 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6312 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6313 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6314 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6315 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6316 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6317 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6318 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6319 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6320 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6321 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6323 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6324 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6325 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6326 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6327 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6328 tabella di instradamento.
6330 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6331 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6332 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6333 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6334 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6335 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6336 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6337 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario
6338 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6339 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6340 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6341 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6342 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6343 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6344 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6345 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6346 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6347 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6349 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6350 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6351 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6352 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6353 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6354 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6355 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6356 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6357 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6358 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6360 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6361 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6362 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6363 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6364 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6365 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6366 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6367 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6369 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6370 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6371 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6372 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6373 loro rispettivi prototipi sono:
6375 \headdecl{sys/capability.h}
6377 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6378 Legge le \textit{capabilities}.
6380 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6382 Imposta le \textit{capabilities}.
6385 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6386 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6388 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6389 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6390 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6391 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6392 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6393 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6394 \const{CAP\_SETPCAP}.
6396 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6400 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6401 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6402 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6403 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6404 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6405 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6406 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6407 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6409 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6410 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6411 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6412 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6413 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6414 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6415 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6416 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6417 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6419 \begin{figure}[!htb]
6422 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6423 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6426 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6427 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6428 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6429 \label{fig:cap_kernel_struct}
6432 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6433 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6434 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6435 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6436 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6437 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6438 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6439 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6440 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6441 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6442 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6443 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6444 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6445 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6446 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6447 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6448 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6449 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6450 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6451 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6452 puntatore ad una singola struttura.}
6454 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6455 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6456 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6457 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6458 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6459 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6460 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6461 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6462 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6464 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6465 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6466 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6467 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6468 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6469 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6470 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6471 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6472 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6473 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6474 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6477 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6478 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6479 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6481 \headdecl{sys/capability.h}
6483 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6484 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6486 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6487 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6488 valore \errval{ENOMEM}.
6492 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6493 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6494 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6495 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6496 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6497 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6498 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6501 \headdecl{sys/capability.h}
6503 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6504 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6506 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6507 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6511 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6512 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6513 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6514 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6515 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6516 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6517 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6518 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6519 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6521 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6522 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6524 \headdecl{sys/capability.h}
6526 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6527 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6529 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6530 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6531 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6535 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6536 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6537 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6538 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6539 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6540 potranno essere modificati in maniera completamente
6541 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6542 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6544 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6545 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6546 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6548 \headdecl{sys/capability.h}
6550 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6551 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6552 \textit{capabilities}.
6554 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6555 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6559 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6560 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6561 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6562 creazione con \func{cap\_init}.
6567 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6569 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6572 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6573 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6574 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6577 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6578 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6579 \label{tab:cap_set_identifier}
6582 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6583 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6584 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6587 \headdecl{sys/capability.h}
6589 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6591 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6592 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6594 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6595 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6598 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6599 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6600 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6601 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6602 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6603 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6605 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6606 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6609 \headdecl{sys/capability.h}
6610 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6612 Confronta due \textit{capability state}.
6614 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6615 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6618 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6619 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6620 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6621 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6622 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6623 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6625 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6626 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6629 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6630 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6631 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6632 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6633 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6635 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6636 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6637 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6638 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6639 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6641 \headdecl{sys/capability.h}
6643 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6644 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6645 Legge il valore di una \textit{capability}.
6647 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6648 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6649 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6651 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6652 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6656 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6657 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6658 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6659 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6661 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6662 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6663 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6664 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6665 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6666 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6667 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6668 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6669 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6671 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6672 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6673 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6674 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6679 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6681 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6684 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6685 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6688 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6689 indica lo stato di una capacità.}
6690 \label{tab:cap_value_type}
6693 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6694 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6695 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6696 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6697 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6698 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6699 lo stato di una capacità alla volta.
6701 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6702 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6703 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6704 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6705 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6706 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6707 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6708 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6710 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6711 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6712 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6713 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6714 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6715 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6717 \headdecl{sys/capability.h}
6719 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6721 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6723 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6724 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6725 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6730 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6731 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6732 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6733 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6734 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6735 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6737 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6738 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6739 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6740 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6741 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6742 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6744 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6745 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6746 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6747 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6748 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6749 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6750 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6751 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6752 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6754 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6755 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6756 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6757 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6758 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6759 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6760 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6761 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6763 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6764 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6765 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6766 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6767 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6768 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6769 doverlo scrivere esplicitamente.
6771 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6772 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6773 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6774 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6775 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6776 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6777 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6778 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6779 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6780 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6781 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6782 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6785 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6786 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6789 \headdecl{sys/capability.h}
6791 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6793 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6795 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6796 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6797 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6800 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6801 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6802 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6803 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6804 con \func{cap\_free}.
6806 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6807 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6808 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6809 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6810 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6812 \headdecl{sys/capability.h}
6814 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6815 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6816 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6817 testuale e viceversa.
6819 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6820 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6821 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6822 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6826 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6827 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6828 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6829 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6830 stringa \param{name}.
6832 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6833 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6834 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6835 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6836 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6837 processo corrente, il suo prototipo è:
6839 \headdecl{sys/capability.h}
6841 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6842 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6844 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6845 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6846 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6849 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6850 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6851 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6852 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6853 non sarà più utilizzato.
6855 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6856 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6857 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6858 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6859 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6860 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6862 \headdecl{sys/capability.h}
6864 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6865 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6867 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6868 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6869 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6872 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6874 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6875 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6876 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6877 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6878 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6879 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6880 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6881 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6885 CapInh: 0000000000000000
6886 CapPrm: 00000000fffffeff
6887 CapEff: 00000000fffffeff
6891 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6892 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6893 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6896 \headdecl{sys/capability.h}
6898 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6899 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6901 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6902 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6903 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6907 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6908 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6909 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6910 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6911 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6912 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6913 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6914 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6915 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6916 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6918 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6919 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6920 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6921 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6922 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6923 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6924 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6926 \begin{figure}[!htbp]
6927 \footnotesize \centering
6928 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6929 \includecodesample{listati/getcap.c}
6932 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6933 \label{fig:proc_getcap}
6936 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6937 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6938 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6939 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6940 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6941 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6942 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6943 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6944 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6947 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6948 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6949 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6950 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6953 \itindend{capabilities}
6955 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6956 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6960 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6961 \label{sec:file_chroot}
6963 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6964 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6966 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6967 % e le funzionalità di isolamento dei container
6969 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6970 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6971 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6974 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
6976 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6977 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6978 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6979 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6980 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6981 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6982 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6983 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6984 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6985 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6986 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6987 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6988 cambiando questa directory, così come si fa coi
6989 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6992 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6993 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6994 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6995 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6996 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6998 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6999 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7000 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7001 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7002 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7005 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7006 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7008 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7010 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7011 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7012 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7014 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7015 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7016 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7017 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7018 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7019 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7020 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7021 \textsl{imprigionato}.
7023 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7024 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7025 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7026 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7029 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7030 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7031 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
7032 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
7033 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
7034 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
7035 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
7038 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7039 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
7040 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
7041 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
7042 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
7043 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
7045 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7046 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7047 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7048 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7049 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7050 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7055 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7056 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7058 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7059 % parte diversa se è il caso.
7061 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7062 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7063 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7064 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7065 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7066 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7067 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7068 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7069 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7070 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7071 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7072 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7073 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7074 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7075 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7076 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7077 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
7078 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7079 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7080 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7081 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7082 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7083 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7084 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7085 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7086 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7087 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7088 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7089 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7090 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7091 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7092 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7093 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7094 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7095 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7096 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7097 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7098 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7099 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7100 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7101 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7102 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7103 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7104 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7105 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7106 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7107 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7108 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7109 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7110 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7111 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7112 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7113 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7114 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7115 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7116 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7117 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7118 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7119 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7120 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7121 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7122 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
7123 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
7124 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7125 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7126 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7127 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7129 %%% Local Variables:
7131 %%% TeX-master: "gapil"