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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema; in questa sezione esamineremo le
31 funzioni usate per manipolazione nel filesytem di file e directory, per la
32 creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle
33 directory; il tutto mettendo in evidenza le conseguenze della struttura
34 standard della gestione dei file in un sistema unix-like, introdotta nel
38 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
41 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
42 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows) che
43 permettono di fare riferimento allo stesso file chiamandolo con nomi diversi
44 o accedendovi da directory diverse.
46 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
47 usualmente chiamati \textit{link}; ma data la struttura del sistema di
48 gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
49 \secref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
50 fare questa operazione.
52 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
53 file su disco avviene attraverso il suo inode\index{inode}, e il nome che si
54 trova in una directory è solo un'etichetta associata ad un puntatore a che fa
55 riferimento al suddetto inode.
57 Questo significa che la realizzazione di un link è immediata in quanto uno
58 stesso file può avere tanti nomi diversi allo stesso tempo, dati da
59 altrettante diverse associazioni allo stesso inode; si noti poi che nessuno di
60 questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o originalità
63 Per aggiungere un nome ad un inode si utilizza la funzione \func{link}; si
64 suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
65 \textit{hard link}). Il prototipo della funzione e le sue caratteristiche
66 principali, come risultano dalla pagina di manuale, sono le seguenti:
67 \begin{prototype}{unistd.h}
68 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
69 Crea un nuovo collegamento diretto al file indicato da \var{oldpath}
70 dandogli nome \var{newpath}.
72 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in
73 caso di errore. La variabile \var{errno} viene impostata
74 opportunamente, i principali codici di errore sono:
76 \item[\macro{EXDEV}] \var{oldpath} e \var{newpath} non sono sullo
78 \item[\macro{EPERM}] il filesystem che contiene \var{oldpath} e
79 \macro{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
80 \item[\macro{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
82 \item[\macro{EMLINK}] ci sono troppi link al file \var{oldpath} (il
83 numero massimo è specificato dalla variabile \macro{LINK\_MAX}, vedi
84 \secref{sec:sys_limits}).
86 ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOTDIR},
87 \macro{EFAULT}, \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP},
88 \macro{ENOSPC}, \macro{EIO}.}
91 La creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file,
92 ma si limita a creare una voce nella directory specificata con \var{newpath} e
93 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
94 \var{st\_nlink} della struttura \var{stat}, vedi \secref{sec:file_stat})
95 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
96 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
98 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
99 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
100 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
101 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
104 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
105 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
106 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
107 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
108 creare dei circoli nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
109 \secref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
110 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
111 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
112 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
114 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
115 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
116 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
117 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
118 funzione restituisce l'errore \macro{EPERM}.
120 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
121 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \func{unlink}; il
122 suo prototipo è il seguente:
123 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
124 Cancella il nome specificato dal pathname nella relativa directory e
125 decrementa il numero di riferimenti nel relativo inode. Nel caso di link
126 simbolico cancella il link simbolico; nel caso di socket, fifo o file di
127 dispositivo rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
128 uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
130 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
131 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
132 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
134 \item[\macro{EISDIR}] \var{pathname} si riferisce ad una directory
135 (valore specifico ritornato da Linux che non consente l'uso di
136 \var{unlink} con le directory, e non conforme allo standard POSIX, che
137 prescrive invece l'uso di \macro{EPERM} in caso l'operazione non sia
138 consentita o il processo non abbia privilegi sufficienti).
139 \item[\macro{EROFS}] \var{pathname} è su un filesystem montato in sola
141 \item[\macro{EISDIR}] \var{pathname} fa riferimento a una directory.
143 ed inoltre: \macro{EACCES}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR},
144 \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP}, \macro{EIO}.}
147 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
148 scrittura su di essa (dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto) e
149 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (torneremo in
150 dettaglio sui permessi e gli attributi in \secref{sec:file_access_control}),
151 se inoltre lo \textit{sticky} bit è impostato occorrerà anche essere
152 proprietari del file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna
153 delle restrizioni è applicata).
155 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione
156 del nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
157 nell'inode devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
158 \secref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
159 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
162 Si ricordi infine che il file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
163 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
164 count} mantenuto nell'inode diventa zero lo spazio occupato viene rimosso. A
165 questo però si aggiunge un'altra condizione, e cioè che non ci siano processi
166 che abbiano detto file aperto.
168 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
169 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
170 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
171 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
172 suo file descriptor (vedi \secref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
173 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
174 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
175 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
178 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
179 \label{sec:file_remove}
181 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
182 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
183 funzione \func{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
184 funzione \func{remove}. Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C
185 per cancellare un file o una directory (e funziona anche per i sistemi che non
186 supportano i link diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le
187 directory è identica a \func{rmdir}:
188 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
189 Cancella un nome dal filesystem. Usa \func{unlink} per i file e
190 \func{rmdir} per le directory.
192 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
193 errore, nel qual caso il file non viene toccato. Per i codici di
194 errore vedi quanto riportato nelle descrizioni di \func{unlink} e
198 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
199 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \func{rename},\footnote{la
200 funzione è definita dallo standard ANSI C solo per i file, POSIX estende la
201 funzione anche alle directory.} il cui prototipo è:
202 \begin{prototype}{stdio.h}
203 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
205 Rinomina \var{oldpath} in \var{newpath}, eseguendo se necessario lo
206 spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri link diretti
207 allo stesso file non vengono influenzati.
209 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
210 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
211 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
213 \item[\macro{EISDIR}] \var{newpath} è una directory mentre \var{oldpath} non
215 \item[\macro{EXDEV}] \var{oldpath} e \var{newpath} non sono sullo stesso
217 \item[\macro{ENOTEMPTY}] \var{newpath} è una directory già esistente e non
219 \item[\macro{EBUSY}] o \var{oldpath} o \var{newpath} sono in uso da parte di
220 qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del sistema
222 \item[\macro{EINVAL}] \var{newpath} contiene un prefisso di \var{oldpath} o
223 più in generale si è cercato di creare una directory come sottodirectory
225 \item[\macro{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei pathname non è una directory o
226 \var{oldpath} è una directory e \var{newpath} esiste e non è una
229 ed inoltre \macro{EACCESS}, \macro{EPERM}, \macro{EMLINK}, \macro{ENOENT},
230 \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP} e \macro{ENOSPC}.}
233 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
234 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \var{newpath}, se
235 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
236 \macro{EISDIR}). Nel caso \var{newpath} indichi un file esistente questo viene
237 cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
239 Se \var{oldpath} è una directory allora \var{newpath}, se esiste, deve essere
240 una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \macro{ENOTDIR} (se non
241 è una directory) o \macro{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
242 \var{newpath} non può contenere \var{oldpath} altrimenti si avrà un errore
245 Se \var{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
246 \var{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro file.
247 Infine qualora \var{oldpath} e \var{newpath} siano due nomi dello stesso file
248 lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non faccia nulla,
249 lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche se, come fatto
250 notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più ragionevole
251 sarebbe quello di cancellare \var{oldpath}.
253 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
254 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
255 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
256 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
257 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
260 In ogni caso se \var{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
261 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
262 presente un'istanza di \var{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
263 esistere una finestra in cui sia \var{oldpath} che \var{newpath} fanno
264 riferimento allo stesso file.
267 \subsection{I link simbolici}
268 \label{sec:file_symlink}
270 Come abbiamo visto in \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
271 riferimenti agli inodes, pertanto può funzionare soltanto per file che
272 risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
273 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
276 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
277 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
278 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
279 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
280 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
281 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
282 file che non esistono ancora.
284 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono contrassegnati come tali
285 al kernel (analogamente a quanto avviene per le directory) per cui per alcune
286 funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) dare come parametro un
287 link simbolico comporta l'applicazione della funzione al file da esso
288 specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è
289 \func{symlink}; il suo prototipo è:
290 \begin{prototype}{unistd.h}
291 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
292 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
295 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
296 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
298 \item[\macro{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non supporta
300 \item[\macro{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
301 \param{oldpath} è una stringa vuota.
302 \item[\macro{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
303 \item[\macro{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
306 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG},
307 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{ENOSPC} e
311 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
312 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
313 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
314 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
315 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
317 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
318 all'invocazione delle varie system call; in \tabref{tab:file_symb_effect} si è
319 riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
320 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
321 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
322 direttamente sul suo contenuto.
326 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
328 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
331 \func{access} & $\bullet$ & \\
332 \func{chdir} & $\bullet$ & \\
333 \func{chmod} & $\bullet$ & \\
334 \func{chown} & & $\bullet$ \\
335 \func{creat} & $\bullet$ & \\
336 \func{exec} & $\bullet$ & \\
337 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
339 \func{lstat} & & $\bullet$ \\
340 \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
341 \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
342 \func{mknod} & $\bullet$ & \\
343 \func{open} & $\bullet$ & \\
344 \func{opendir} & $\bullet$ & \\
345 \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
346 \func{readlink} & & $\bullet$ \\
347 \func{remove} & & $\bullet$ \\
348 \func{rename} & & $\bullet$ \\
349 \func{stat} & $\bullet$ & \\
350 \func{truncate} & $\bullet$ & \\
351 \func{unlink} & & $\bullet$ \\
354 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
355 \label{tab:file_symb_effect}
358 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
359 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
360 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
361 (normalmente la \func{open}) e tutte le operazioni seguenti fanno riferimento
364 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
365 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
366 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
367 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
368 la funzione \func{readlink}, il cui prototipo è:
369 \begin{prototype}{unistd.h}
370 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
371 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \var{path} nel buffer
372 \var{buff} di dimensione \var{size}.
374 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
375 \var{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
376 \var{errno} assumerà i valori:
378 \item[\macro{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
381 ed inoltre \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
382 \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}, \macro{EIO}, \macro{EFAULT} e
386 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
387 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
388 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
389 \var{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
394 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
395 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
396 \label{fig:file_link_loop}
399 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
400 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
401 \figref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
402 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
403 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{Questo tipo di loop è stato effettuato
404 per poter permettere a \cmd{grub} (un bootloader in grado di leggere
405 direttamente da vari filesystem il file da lanciare come sistema operativo)
406 di vedere i file in questa directory con lo stesso path con cui verrebbero
407 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come è solito, su una
408 partizione separata (e che \cmd{grub} vedrebbe come radice).}
410 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
411 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
412 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
413 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
414 \file{/boot/boot/boot} e così via.
416 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
417 un pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
418 cui valore limite è specificato dalla costante \macro{MAXSYMLINKS}. Qualora
419 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
420 impostata al valore \macro{ELOOP}.
422 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
423 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
424 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
427 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
429 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
430 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
431 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
432 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
435 cat: temporaneo: No such file or directory
437 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
438 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
441 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
442 \label{sec:file_dir_creat_rem}
444 Per creare e cancellare delle directory si usano le due funzioni (omonime
445 degli analoghi comandi di shell) \func{mkdir} e \func{rmdir}. Per poter
446 accedere ai tipi usati da queste funzioni si deve includere il file
447 \file{sys/types.h}, il prototipo della prima è:
448 \begin{prototype}{sys/stat.h}
449 {int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
450 Crea una nuova directory vuota con il nome indicato da \var{dirname},
451 assegnandole i permessi indicati da \var{mode}. Il nome può essere indicato
452 con il pathname assoluto o relativo.
454 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
455 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
457 \item[\macro{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di già.
458 \item[\macro{EACCESS}]
459 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
461 \item[\macro{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova directory
462 contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene perché il
463 filesystem standard consente la creazione di un numero di file maggiore di
464 quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo avere a che
465 fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può presentarsi.
466 \item[\macro{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
467 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
469 ed inoltre anche \macro{EPERM}, \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG},
470 \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP},
474 La funzione crea una nuova directory vuota (che contiene solo le due voci
475 standard \file{.} e \file{..}). I permessi di accesso (vedi la trattazione in
476 \secref{sec:file_access_control}) specificati da \var{mode} (i cui possibili
477 valori sono riportati in \tabref{tab:file_permission_const}) sono modificati
478 dalla maschera di creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La
479 titolarità della nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
480 \secref{sec:file_ownership}.
482 La seconda funzione serve ad eliminare una directory già vuota (la directory
483 deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e \file{..}); il
485 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
486 Cancella la directory \var{dirname}, che deve essere vuota. Il nome può
487 essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
489 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
490 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
492 \item[\macro{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
493 directory, oppure la directory che contiene \var{dirname} ha lo sticky bit
494 impostato e l'userid effettivo del processo non corrisponde al
495 proprietario della directory.
496 \item[\macro{EACCESS}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory che
497 contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso di
498 attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
500 \item[\macro{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
501 radice di qualche processo.
502 \item[\macro{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
504 ed inoltre anche \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
505 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{EROFS}.}
508 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
509 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode della directory non
510 diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio occupato su
511 disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta la funzione
512 rimuove il link all'inode e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard
513 \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non consentirà di creare più
514 nuovi file nella directory.
517 \subsection{La creazione di file speciali}
518 \label{sec:file_mknod}
520 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
521 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
522 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo e le fifo (i
523 socket sono un caso a parte, che vedremo in \capref{cha:socket_intro}).
525 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
526 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
527 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
528 di queste funzioni è \func{mknod}, il suo prototipo è:
530 \headdecl{sys/types.h}
531 \headdecl{sys/stat.h}
534 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)} Crea un
535 inode, si usa per creare i file speciali.
537 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
538 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
540 \item[\macro{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
541 il filesystem su cui si è cercato di creare \func{pathname} non supporta
543 \item[\macro{EINVAL}] Il valore di \var{mode} non indica un file, una fifo o
545 \item[\macro{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
547 ed inoltre anche \macro{EFAULT}, \macro{EACCESS}, \macro{ENAMETOOLONG},
548 \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP},
549 \macro{ENOSPC}, \macro{EROFS}.}
552 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
553 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
554 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
555 \tabref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
556 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
557 \var{umask} (si veda \secref{sec:file_umask}).
559 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \macro{S\_IFREG} per
560 un file regolare (che sarà creato vuoto), \macro{S\_IFBLK} per un device a
561 blocchi, \macro{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \macro{S\_IFIFO} per una
562 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \macro{EINVAL}. Qualora si sia
563 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
564 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
566 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
567 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
568 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
569 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
572 I nuovi inode creati con \func{mknod} apparterranno al proprietario e al
573 gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia attivato il bit
574 \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica BSD per il
575 filesystem (si veda \secref{sec:file_ownership}) in cui si va a creare
578 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
579 \secref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
580 \func{mkfifo}, il cui prototipo è:
582 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
584 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)} Crea una fifo.
586 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
587 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \macro{EACCESS},
588 \macro{EEXIST}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOSPC},
589 \macro{ENOTDIR} e \macro{EROFS}.}
591 \noindent come per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere
592 (neanche come link simbolico); al solito i permessi specificati da
593 \param{mode} vengono modificati dal valore di \var{umask}.
597 \subsection{Accesso alle directory}
598 \label{sec:file_dir_read}
600 Benché le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
601 ovviamente senso aprirle come fossero dei file di dati. Può però essere utile
602 poterne leggere il contenuto ad esempio per fare la lista dei file che esse
603 contengono o ricerche sui medesimi. Solo il kernel può scrivere direttamente
604 in una directory (onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem), i
605 processi devono creare i file usando le apposite funzioni.
607 Per accedere al contenuto delle directory si usano i cosiddetti
608 \textit{directory streams} (chiamati così per l'analogia con i file stream di
609 \capref{cha:files_std_interface}); la funzione \func{opendir} apre uno di
610 questi stream e la funzione \func{readdir} legge il contenuto della directory,
611 i cui elementi sono le \textit{directory entry} (da distinguersi da quelle
612 della cache di cui parlavamo in \secref{sec:file_vfs}) in un'opportuna
613 struttura \var{struct dirent}.
615 (NdA Il resto va scritto!!! É noioso e lo farò più avanti).
618 \subsection{La directory di lavoro}
619 \label{sec:file_work_dir}
621 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
622 directory corrente o directory di lavoro (\textit{current working directory})
623 che è quella a cui si fa riferimento quando un filename è espresso in forma
624 relativa, dove il ``relativa'' fa riferimento appunto a questa directory.
626 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
627 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
628 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
629 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
630 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
631 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
632 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
634 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode della
635 directory di lavoro corrente, per ottenere il pathname occorre usare una
636 apposita funzione di libreria, \func{getcwd}, il cui prototipo è:
637 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
638 Restituisce il filename completo della directory di lavoro corrente nella
639 stringa puntata da \var{buffer}, che deve essere precedentemente
640 allocata, per una dimensione massima di \var{size}.
642 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \var{buffer} se riesce,
643 \macro{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
644 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
646 \item[\macro{EINVAL}] L'argomento \var{size} è zero e \var{buffer} non
648 \item[\macro{ERANGE}] L'argomento \var{size} è più piccolo della
649 lunghezza del pathname.
650 \item[\macro{EACCESS}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
651 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
656 Il buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il pathname
657 completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le
658 dimensioni specificate con \var{size} la funzione restituisce un errore. Si
659 può anche specificare un puntatore nullo come \var{buffer},\footnote{questa è
660 un'estensione allo standard POSIX.1, supportata da Linux.} nel qual caso la
661 stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari a \var{size}
662 qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del pathname
663 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
664 volta cessato il suo utilizzo.
666 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
667 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
668 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
669 dimensione superiore a \macro{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
670 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
671 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
672 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
673 funzione è deprecata.
675 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
676 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
677 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \macro{PWD},
678 che essendo costruita dalla shell può contenere un pathname comprendente anche
679 dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
680 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
681 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
683 Per cambiare la directory di lavoro corrente si può usare la funzione
684 \func{chdir} (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta
685 appunto per \textit{change directory}, il suo prototipo è:
686 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
687 Cambia la directory di lavoro corrente in \param{pathname}.
689 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
690 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
692 \item[\macro{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
693 \item[\macro{EACCESS}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti di
696 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
697 \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP} e \macro{EIO}.}
699 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
700 quale si hanno i permessi di accesso.
702 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
703 tramite il file descriptor, e non solo tramite il filename, per fare questo si
704 usa \func{fchdir}, il cui prototipo è:
705 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
706 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
709 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
710 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \macro{EBADF} o
713 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
714 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
715 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \func{fd}), è
716 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
717 specificata da \param{fd}.
721 \subsection{I file temporanei}
722 \label{sec:file_temp_file}
724 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
725 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
726 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
727 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
728 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
729 condition} (si ricordi quanto visto in \secref{sec:proc_race_cond}).
731 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
732 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
733 di queste funzioni è \func{tmpnam} il cui prototipo è:
734 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
735 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
736 non esistente al momento dell'invocazione.
738 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
739 \macro{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
741 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
742 essere di dimensione \macro{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
743 come \macro{P\_tmpdir} e \macro{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
744 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
745 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
746 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
747 massimo di \macro{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
748 prefisso la directory specificata da \macro{P\_tmpdir}.
750 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
751 fa nulla quando si passa \macro{NULL} come parametro. Una funzione simile,
752 \func{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
753 esplicitamente, il suo prototipo è:
754 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
755 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
756 non esistente al momento dell'invocazione.
758 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
759 \macro{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
760 \macro{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
763 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
764 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
765 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
766 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
767 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
768 la prima valida delle seguenti:
770 \item La variabile di ambiente \macro{TMPNAME} (non ha effetto se non è
771 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
772 \secref{sec:file_suid_sgid}).
773 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \macro{NULL}).
774 \item Il valore della costante \macro{P\_tmpdir}.
775 \item la directory \file{/tmp}.
778 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
779 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
780 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
781 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
782 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
783 (cioè con l'opzione \macro{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
784 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
787 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
788 POSIX definisce la funzione \func{tempfile}, il cui prototipo è:
789 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
790 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
792 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
793 temporaneo in caso di successo e \macro{NULL} in caso di errore, nel qual
794 caso \var{errno} assumerà i valori:
796 \item[\macro{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
797 \item[\macro{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
799 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{EMFILE}, \macro{ENFILE}, \macro{ENOSPC},
800 \macro{EROFS} e \macro{EACCESS}.}
802 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
803 \code{r+b}, si veda \secref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
804 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
805 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
806 \acr{glibc} prima tentano con \macro{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
807 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
808 condition}\index{race condition}.
810 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
811 caso si possono usare le vecchie funzioni \func{mktemp} e \func{mkstemp} che
812 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
813 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
814 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
816 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
817 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
820 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
821 successo e \macro{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
824 \item[\macro{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
827 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
828 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
829 alle possibili \textit{race condition}\index{race condition} date per
830 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
831 il valore di usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il
832 \acr{pid} del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26
833 possibilità diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da
834 indovinare. Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai
839 La seconda funzione, \func{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
840 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
842 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
843 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
844 finali di \param{template}.
846 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
847 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
849 \item[\macro{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
850 \item[\macro{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporano, il
851 contenuto di \param{template} è indefinito.
854 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
855 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
856 la funzione \func{open}, usando l'opzione \macro{O\_EXCL} (si veda
857 \secref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
858 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
859 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
860 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
861 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
862 contenuti del file.} (si veda \secref{sec:file_perm_overview}).
864 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
865 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
866 \func{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
867 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
868 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
869 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
871 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
872 successo e \macro{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
875 \item[\macro{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
877 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
879 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
880 \capref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione della
881 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
882 condition}\index{race condition} non si pongono.
885 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
886 \label{sec:file_infos}
888 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni
889 generali relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle
890 informazioni relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode.
892 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
893 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
894 memorizzati nell'inode; esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare
895 tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la gestione del
896 controllo di accesso, trattate in in \secref{sec:file_access_control}).
899 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
900 \label{sec:file_stat}
902 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
903 delle funzioni \func{stat}; questa è la funzione che ad esempio usa il comando
904 \cmd{ls} per poter ottenere e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di
905 queste funzioni sono i seguenti:
907 \headdecl{sys/types.h}
908 \headdecl{sys/stat.h}
911 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
912 informazione del file specificato da \var{file\_name} e le inserisce in
915 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
916 \func{stat} eccetto che se il \var{file\_name} è un link simbolico vengono
917 lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
919 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
920 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
921 descriptor \var{filedes}.
923 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
924 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \macro{EBADF},
925 \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ELOOP}, \macro{EFAULT},
926 \macro{EACCESS}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENAMETOOLONG}.}
928 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
929 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
931 La struttura \var{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
932 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
933 usata da Linux è mostrata in \figref{fig:file_stat_struct}, così come
934 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
935 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
936 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
941 \begin{minipage}[c]{15cm}
942 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
944 dev_t st_dev; /* device */
945 ino_t st_ino; /* inode */
946 mode_t st_mode; /* protection */
947 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
948 uid_t st_uid; /* user ID of owner */
949 gid_t st_gid; /* group ID of owner */
950 dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
951 off_t st_size; /* total size, in bytes */
952 unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
953 unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
954 time_t st_atime; /* time of last access */
955 time_t st_mtime; /* time of last modification */
956 time_t st_ctime; /* time of last change */
961 \caption{La struttura \var{stat} per la lettura delle informazioni dei
963 \label{fig:file_stat_struct}
966 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
967 primitivi del sistema (di quelli definiti in
968 \tabref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
971 \subsection{I tipi di file}
972 \label{sec:file_types}
974 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
975 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
976 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
977 \var{st\_mode} (che che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
979 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
980 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
981 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
982 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
983 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
984 riportato in \tabref{tab:file_type_macro}.
988 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
990 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
993 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
994 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
995 \macro{S\_ISCHR(m)} & device a caratteri \\
996 \macro{S\_ISBLK(m)} & device a blocchi\\
997 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
998 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
999 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
1002 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1003 \label{tab:file_type_macro}
1006 Oltre alle macro di \tabref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1007 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1008 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1009 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1010 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1012 Il primo valore dell'elenco di \tabref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1013 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1014 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1015 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1016 un'opportuna combinazione.
1021 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1023 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1026 \macro{S\_IFMT} & 0170000 & bitmask per i bit del tipo di file \\
1027 \macro{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket \\
1028 \macro{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1029 \macro{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1030 \macro{S\_IFBLK} & 0060000 & device a blocchi \\
1031 \macro{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1032 \macro{S\_IFCHR} & 0020000 & device a caratteri \\
1033 \macro{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1035 \macro{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1036 \macro{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1037 \macro{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1039 % \macro{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1040 \macro{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1041 \macro{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1042 \macro{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1044 % \macro{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1045 \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1046 \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1047 \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1049 % \macro{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1050 \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1051 \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1052 \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1055 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1056 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1057 \label{tab:file_mode_flags}
1060 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1061 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1063 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1064 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
1066 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1067 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1070 \subsection{Le dimensioni dei file}
1071 \label{sec:file_file_size}
1073 Il membro \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1074 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1075 pathname che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1077 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1078 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1079 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1080 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1081 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1083 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1084 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1085 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1086 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1087 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la
1090 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1091 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1092 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1093 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1094 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1095 risultato di \cmd{ls}.
1097 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1098 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1099 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1100 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1102 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1103 \macro{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1104 dimensione si possono usare le due funzioni \func{truncate} e
1105 \func{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1107 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1108 length)} Fa si che la dimensione del file \var{file\_name} sia troncata ad
1109 un valore massimo specificato da \var{lenght}.
1111 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1112 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1113 descriptor \var{fd}.
1115 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1116 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1117 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1119 \item[\macro{EBADF}] \var{fd} non è un file descriptor.
1120 \item[\macro{EINVAL}] \var{fd} è un riferimento ad un socket, non a un file
1121 o non è aperto in scrittura.
1123 per \func{truncate} si hanno:
1125 \item[\macro{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1126 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
1127 \item[\macro{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1129 ed anche \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
1130 \macro{EROFS}, \macro{EIO}, \macro{EFAULT}, \macro{ELOOP}.}
1133 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1134 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1135 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1136 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1137 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1140 \subsection{I tempi dei file}
1141 \label{sec:file_file_times}
1143 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1144 nell'inode insieme agli altri attributi del file e possono essere letti
1145 tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi della
1146 struttura \var{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti
1147 tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1148 \tabref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle funzioni
1149 che effettuano cambiamenti su di essi.
1154 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1156 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1157 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1160 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1161 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1162 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1163 \func{utime} & default\\
1164 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1165 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1168 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1169 \label{tab:file_file_times}
1172 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1173 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1174 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1175 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1176 secondo ad una modifica dell'inode; siccome esistono molte operazioni (come la
1177 funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito) che modificano solo
1178 le informazioni contenute nell'inode senza toccare il file, diventa necessario
1179 l'utilizzo di un altro tempo.
1181 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode, pertanto funzioni
1182 come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
1183 tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per cancellare i file
1184 che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio \cmd{leafnode}
1185 cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1187 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1188 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1189 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1190 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1191 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1192 nell'ultima colonna di \tabref{tab:file_file_times}.
1197 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1199 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1200 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1201 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1202 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1203 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1204 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1207 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1208 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1209 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1210 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1211 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1212 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1213 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1214 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1217 \func{chmod}, \func{fchmod}
1218 & & &$\bullet$& & & & \\
1219 \func{chown}, \func{fchown}
1220 & & &$\bullet$& & & & \\
1222 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1223 \macro{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1224 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1225 con \macro{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1226 &$\bullet$& & & & & & \\
1228 & & &$\bullet$& & & & \\
1230 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1232 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1234 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1236 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1237 \macro{O\_CREATE} \\ \func{open}
1238 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1239 \macro{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1240 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1242 &$\bullet$& & & & & & \\
1244 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1245 \func{unlink}\\ \func{remove}
1246 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1247 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1248 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1249 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1250 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1251 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1252 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1254 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1256 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1258 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1261 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1262 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1263 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1264 \label{tab:file_times_effects}
1267 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1268 illustrato in \tabref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1269 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1270 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1271 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1272 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1274 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1275 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1276 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1277 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1278 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1281 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1282 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1283 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1284 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1285 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1288 \subsection{La funzione \func{utime}}
1289 \label{sec:file_utime}
1291 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1292 funzione \func{utime}, il cui prototipo è:
1293 \begin{prototype}{utime.h}
1294 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1296 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode specificato da
1297 \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime} di
1298 \param{times}. Se questa è \macro{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1300 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1301 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1303 \item[\macro{EACCESS}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1304 \item[\macro{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1308 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura \var{utimebuf},
1309 la cui definizione è riportata in \figref{fig:struct_utimebuf}, con la quale
1310 si possono specificare i nuovi valori che si vogliono impostare per tempi.
1312 \begin{figure}[!htb]
1313 \footnotesize \centering
1314 \begin{minipage}[c]{15cm}
1315 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1317 time_t actime; /* access time */
1318 time_t modtime; /* modification time */
1323 \caption{La struttura \type{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare i
1325 \label{fig:struct_utimebuf}
1328 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1329 cosa è l'argomento \param{times}; se è \macro{NULL} la funzione imposta il
1330 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1331 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1332 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1334 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1335 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1336 volte che si modifica l'inode (quindi anche alla chiamata di \func{utime}).
1337 Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si possa
1338 modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In realtà la
1339 cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di dispositivo,
1340 scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma
1341 ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da realizzare.
1345 \section{Il controllo di accesso ai file}
1346 \label{sec:file_access_control}
1348 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1349 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1350 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1351 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1352 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windiws e del Mac, che
1353 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1354 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1357 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1358 \label{sec:file_perm_overview}
1360 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1361 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1362 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1363 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1364 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura \var{stat}
1365 (si veda \secref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo per filesystem
1366 di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di Windows, che
1367 non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per il quale i
1368 permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in fase di
1371 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1372 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1373 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1374 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1375 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1376 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1377 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1378 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1379 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1381 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1383 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1384 dall'inglese \textit{write}).
1385 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1386 dall'inglese \textit{execute}).
1388 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1390 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1391 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1393 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1396 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1397 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1398 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1399 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1401 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1402 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1403 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1404 \secref{sec:file_suid_sgid} e \secref{sec:file_sticky}); lo schema di
1405 allocazione dei bit è riportato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1409 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1410 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1411 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \var{fstat}.}
1412 \label{fig:file_perm_bit}
1415 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1416 memorizzati nell'inode; in particolare essi sono contenuti in alcuni bit del
1417 campo \var{st\_mode} della struttura \func{stat} (si veda di nuovo
1418 \figref{fig:file_stat_struct}).
1420 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1421 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1422 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1423 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1424 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1425 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1426 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1427 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1428 \var{st\_mode} sono riportate in \tabref{tab:file_bit_perm}.
1433 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1435 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1438 \macro{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1439 \macro{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1440 \macro{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1442 \macro{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1443 \macro{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1444 \macro{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1446 \macro{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1447 \macro{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1448 \macro{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1451 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1452 \texttt{<sys/stat.h>}}
1453 \label{tab:file_bit_perm}
1456 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1457 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1458 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1461 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1462 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1463 il pathname; lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1464 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1466 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1467 essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed è distinto dal permesso
1468 di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1469 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1470 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1471 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1472 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1475 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1476 (si veda quanto riportato in \tabref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1477 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1478 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1479 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1481 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1482 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1483 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1484 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1485 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1486 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1487 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1489 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1490 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1491 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1494 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1495 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1496 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1497 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1498 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1499 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1500 \secref{sec:file_sticky}).
1502 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1503 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1504 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1505 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'userid effettivo, il groupid
1506 effettivo e gli eventuali groupid supplementari del processo.\footnote{in
1507 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli gli
1508 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1509 \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1510 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1513 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1514 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1515 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'userid effettivo e il groupid effectivo
1516 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1517 lanciato il processo, mentre i groupid supplementari sono quelli dei gruppi
1518 cui l'utente appartiene.
1520 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1521 di accesso sono i seguenti:
1523 \item Se l'userid effettivo del processo è zero (corrispondente
1524 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1525 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1527 \item Se l'userid effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1528 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1531 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1532 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1533 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1534 impostato, l'accesso è consentito
1535 \item altrimenti l'accesso è negato
1537 \item Se il groupid effettivo del processo o uno dei groupid supplementari dei
1538 processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1540 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1542 \item altrimenti l'accesso è negato
1544 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1545 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1548 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1549 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1550 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1551 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1552 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1553 tutti gli altri non vengono controllati.
1556 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1557 \label{sec:file_suid_sgid}
1559 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1560 campo \var{st\_mode} di \var{stat} che vengono usati per il controllo di
1561 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1562 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1563 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1564 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1565 \macro{S\_ISUID} e \macro{S\_ISGID}.
1567 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1568 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1569 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1570 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1571 corrispondono dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1573 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
1574 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
1575 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
1576 kernel assegnerà come userid effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
1577 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1578 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul groupid effettivo del
1581 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
1582 di usare programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio classico è
1583 il comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle
1584 password, quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore,
1585 ma non è necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria
1586 password. Infatti il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit
1587 \acr{suid} impostato per cui quando viene lanciato da un utente normale parte
1588 con i privilegi di root.
1590 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
1591 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
1592 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
1593 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
1594 dettaglio in \secref{sec:proc_perms}).
1596 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
1597 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
1598 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
1599 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
1600 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
1601 l'uso delle due costanti \macro{S\_ISUID} e \macro{S\_IGID}, i cui valori sono
1602 riportati in \tabref{tab:file_mode_flags}.
1604 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
1605 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
1606 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
1607 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
1610 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
1611 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
1612 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
1613 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
1614 dettaglio più avanti, in \secref{sec:file_mand_locking}).
1617 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
1618 \label{sec:file_sticky}
1620 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \macro{S\_ISVTX}, è in
1621 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
1622 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
1623 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
1624 si poteva impostare questo bit.
1626 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
1627 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
1628 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
1629 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
1630 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
1631 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
1632 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
1633 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
1635 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
1636 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
1637 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
1638 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
1639 sostanzialmente inutile questo procedimento.
1641 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
1642 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
1643 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
1644 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
1645 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
1646 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
1649 \item l'utente è proprietario del file
1650 \item l'utente è proprietario della directory
1651 \item l'utente è l'amministratore
1653 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
1654 permessi infatti di solito sono impostati come:
1657 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
1659 in questo modo chiunque può creare file in questa directory (che infatti è
1660 normalmente utilizzata per la creazione di file temporanei), ma solo l'utente
1661 che ha creato un certo file potrà cancellarlo o rinominarlo. In questo modo si
1662 evita che un utente possa, più o meno consapevolmente, cancellare i file degli
1666 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
1667 \label{sec:file_ownership}
1669 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
1670 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
1671 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
1672 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema di presenta
1673 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
1674 \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
1676 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
1677 all'userid effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
1678 due diverse possibilità:
1680 \item il \acr{gid} del file corrisponde al groupid effettivo del processo.
1681 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
1684 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
1685 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
1686 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
1687 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
1688 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
1690 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
1691 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
1692 partenza, in tutte le sottodirectory. La semantica SVr4 offre la possibilità
1693 di scegliere, ma per ottenere lo stesso risultato di coerenza che si ha con
1694 BSD necessita che per le nuove directory venga anche propagato anche il bit
1695 \acr{sgid}. Questo è il comportamento predefinito di \cmd{mkdir}, ed è in
1696 questo modo ad esempio che Debian assicura che le sottodirectory create nella
1697 home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario dello
1701 \subsection{La funzione \func{access}}
1702 \label{sec:file_access}
1704 Come visto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
1705 file viene fatto utilizzando l'userid ed il groupid effettivo del processo; ci
1706 sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'userid reale
1707 ed il groupid reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e \acr{gid}
1708 relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come accennato in
1709 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
1710 \secref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi. Per far
1711 questo si può usare la funzione \func{access}, il cui prototipo è:
1712 \begin{prototype}{unistd.h}
1713 {int access(const char *pathname, int mode)}
1715 Verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il file indicato
1716 da \param{pathname}.
1718 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
1719 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
1722 \item[\macro{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
1723 \item[\macro{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
1724 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
1725 \item[\macro{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su un
1726 filesystem montato in sola lettura.
1728 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
1729 \macro{ENOTDIR}, \macro{ELOOP}, \macro{EIO}.}
1732 I valori possibili per l'argomento \param{mode} sono esprimibili come
1733 combinazione delle costanti numeriche riportate in
1734 \tabref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario delle stesse). I
1735 primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del file, se si
1736 vuole verificare solo quest'ultima si può usare \macro{F\_OK}, o anche
1737 direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \var{pathname} si riferisca ad un
1738 link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto sul file a cui
1739 esso fa riferimento.
1741 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
1742 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
1743 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
1744 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
1745 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
1746 contrario (o di errore) ritorna -1.
1750 \begin{tabular}{|c|l|}
1752 \textbf{\var{mode}} & \textbf{Significato} \\
1755 \macro{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
1756 \macro{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
1757 \macro{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
1758 \macro{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
1761 \caption{Valori possibile per il parametro \var{mode} della funzione
1763 \label{tab:file_access_mode_val}
1766 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
1767 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
1768 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
1769 permessi per accedere ad un certo file.
1772 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
1773 \label{sec:file_chmod}
1775 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
1776 funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}, che operano rispettivamente su un
1777 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
1779 \headdecl{sys/types.h}
1780 \headdecl{sys/stat.h}
1782 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
1783 file indicato da \var{path} al valore indicato da \var{mode}.
1785 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
1786 il file descriptor \var{fd} per indicare il file.
1788 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
1789 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
1791 \item[\macro{EPERM}] L'userid effettivo non corrisponde a quello del
1792 proprietario del file o non è zero.
1793 \item[\macro{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
1795 ed inoltre \macro{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \macro{EFAULT},
1796 \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENOTDIR},
1797 \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchmod} anche \macro{EBADF}.}
1800 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
1801 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
1802 \tabref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
1808 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
1810 \textbf{\var{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1813 \macro{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
1814 \macro{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
1815 \macro{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
1817 \macro{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
1818 \macro{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
1819 \macro{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
1820 \macro{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
1822 \macro{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
1823 \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
1824 \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
1825 \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
1827 \macro{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
1828 \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
1829 \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
1830 \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
1833 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
1834 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
1835 \label{tab:file_permission_const}
1838 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
1839 in \tabref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
1840 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
1841 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
1842 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
1843 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
1844 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1846 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
1847 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
1848 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
1849 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
1850 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
1852 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
1853 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
1854 funzioni infatti è possibile solo se l'userid effettivo del processo
1855 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
1856 altrimenti esse falliranno con un errore di \macro{EPERM}.
1858 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
1859 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
1860 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
1861 in particolare accade che:
1863 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
1864 l'userid effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
1865 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
1867 \item per quanto detto in \secref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
1868 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
1869 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
1870 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
1871 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
1872 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
1873 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
1874 l'userid effettivo del processo è zero).
1877 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
1878 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
1879 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
1880 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
1881 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
1882 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
1883 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
1884 perdita di questo privilegio.
1886 \subsection{La funzione \func{umask}}
1887 \label{sec:file_umask}
1889 Oltre che dai valori indicati in sede di creazione, i permessi assegnati ai
1890 nuovi file sono controllati anche da una maschera di bit impostata con la
1891 funzione \func{umask}, il cui prototipo è:
1892 \begin{prototype}{stat.h}
1893 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
1895 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \var{mask}
1896 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
1898 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
1899 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
1902 Questa maschera è una caratteristica di ogni processo\footnote{è infatti
1903 contenuta nel campo \var{umask} di \var{fs\_struct}, vedi
1904 \figref{fig:proc_task_struct}.} e viene utilizzata per impedire che alcuni
1905 permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit
1906 indicati nella maschera vengono infatti esclusi quando un nuovo file viene
1909 In genere questa maschera serve per impostare un valore predefinito dei
1910 permessi che ne escluda alcuni (usualmente quello di scrittura per il gruppo e
1911 gli altri, corrispondente ad un valore di $022$). Essa è utile perché le
1912 routine dell'interfaccia ANSI C degli stream non prevedono l'esistenza dei
1913 permessi, e pertanto tutti i nuovi file vengono sempre creati con un valore di
1914 $666$ (cioè permessi di lettura e scrittura per tutti, si veda
1915 \tabref{tab:file_permission_const} per un confronto); in questo modo è
1916 possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti, senza doverlo fare
1919 In genere il valore di \func{umask} viene stabilito una volta per tutte al
1920 login a $022$, e di norma gli utenti non hanno motivi per modificarlo. Se però
1921 si vuole che un processo possa creare un file che chiunque possa leggere
1922 allora occorrerà cambiare il valore di \func{umask}.
1925 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
1926 \label{sec:file_chown}
1928 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
1929 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
1930 sono tre e i loro prototipi sono i seguenti:
1932 \headdecl{sys/types.h}
1933 \headdecl{sys/stat.h}
1935 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
1936 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
1937 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
1939 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
1940 specificati dalle variabili \var{owner} e \var{group}.
1942 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
1943 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
1945 \item[\macro{EPERM}] L'userid effettivo non corrisponde a quello del
1946 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
1948 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \macro{EROFS} e
1949 \macro{EIO}; \func{chown} restituisce anche \macro{EFAULT},
1950 \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENOTDIR},
1951 \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchown} anche \macro{EBADF}.}
1954 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
1955 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
1956 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
1957 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
1958 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
1959 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
1961 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
1962 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
1963 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
1964 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
1965 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
1966 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
1967 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
1968 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
1969 valore per \var{owner} e \var{group} i valori restano immutati.
1971 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
1972 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
1973 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
1974 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
1975 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
1977 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
1978 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
1979 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
1980 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
1981 %\secref{sec:file_times}).
1984 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
1985 \label{sec:file_riepilogo}
1987 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
1988 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
1989 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
1990 da poter fornire un quadro d'insieme.
1992 In \tabref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari bit
1993 per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario,
1994 gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
1995 \secref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non ha
1996 alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2001 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2003 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2004 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2005 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2006 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2007 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2009 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2012 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del propritario\\
2013 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo propritario\\
2014 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2015 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2016 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2017 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2018 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2019 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2020 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2021 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2022 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2023 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2024 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2027 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2029 \label{tab:file_fileperm_bits}
2032 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2033 \acr{sgid} e \acr{stiky} con la notazione illustrata anche in
2034 \figref{fig:file_perm_bit}.
2036 In \tabref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2037 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2038 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{stiky} con la notazione
2039 compatta illustrata in \figref{fig:file_perm_bit}.
2044 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2046 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2047 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2048 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2049 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2050 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2052 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2055 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2056 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2057 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2058 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2059 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2060 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2061 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2062 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2063 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2064 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2065 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2066 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2069 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2071 \label{tab:file_dirperm_bits}
2074 Nelle tabelle si è indicato con $-$ il fatto che il valore degli altri bit non
2075 è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2076 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2077 riportato esplicitamente.
2080 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2081 \label{sec:file_chroot}
2083 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2084 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di acccesso di un
2085 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2088 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una directory
2089 di lavoro corrente, ha anche una directory radice,\footnote{entrambe sono
2090 contenute in due campi di \var{fs\_struct}, vedi
2091 \figref{fig:proc_task_struct}.} che è la directory che per il processo
2092 costituisce la radice dell'albero dei file e rispetto alla quale vengono
2093 risolti i pathname assoluti (si ricordi quanto detto in
2094 \secref{sec:file_organization}). La radice viene eredidata dal padre per ogni
2095 processo figlio, e quindi di norma coincide con la \file{/} del sistema.
2097 In certe situazioni però per motivi di sicurezza non si vuole che un processo
2098 possa accedere a tutto il filesystem; per questo si può cambiare la directory
2099 radice con la funzione \func{chroot}, il cui prototipo è:
2100 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2101 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2104 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2105 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2107 \item[\macro{EPERM}] L'userid effettivo del processo non è zero.
2109 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
2110 \macro{ENOMEM}, \macro{ENOTDIR}, \macro{EACCES}, \macro{ELOOP};
2111 \macro{EROFS} e \macro{EIO}.}
2113 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2114 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni pathname assoluto sarà
2115 risolto a partire da essa, rendendo impossibile accedere alla parte di albero
2116 sovrastante; si ha cioè quella che viene chiamata una \textit{chroot jail}.
2118 Solo l'amministratore può usare questa funzione, e la nuova radice, per quanto
2119 detto in \secref{sec:proc_fork}, sarà ereditata da tutti i processi figli. Si
2120 tenga presente che la funzione non cambia la directory di lavoro corrente, che
2121 potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot jail}.
2123 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2124 si cedono i privilegi di root. Infatti se in qualche modo il processo ha una
2125 directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà comunque
2126 accedere a tutto il filesystem usando pathname relativi.
2128 Ma quando ad un processo restano i privilegi di root esso potrà sempre portare
2129 la directory di lavoro corrente fuori dalla \textit{chroot jail} creando una
2130 sottodirectory ed eseguendo una \func{chroot} su di essa. Per questo motivo
2131 l'uso di questa funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei
2132 privilegi di root per le sue normali operazioni.
2134 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server ftp anonimo, in
2135 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2136 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2137 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2138 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2139 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2141 %%% Local Variables:
2143 %%% TeX-master: "gapil"