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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 sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 sez.~\ref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}
97 \param{newpath} un collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}.
98 Per quanto detto la creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il
99 contenuto del file, ma si limita a creare una voce nella directory specificata
100 da \param{newpath} e ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file
101 (riportato nel campo \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi
102 sez.~\ref{sec:file_stat}) aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che
103 uno stesso file può essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i
107 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} sono nello stesso filesystem;
108 inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il meccanismo
109 non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di Windows).
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
151 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di
159 dispositivo\index{file!di~dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i
160 processi che hanno aperto uno di questi oggetti possono continuare ad
163 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
164 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
165 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
166 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
167 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
168 sez.~\ref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
169 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
172 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
173 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
174 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
175 sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
176 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
179 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
180 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
181 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
182 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
183 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
184 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
185 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
186 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
187 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
188 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
189 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
190 suddetto file aperto).
192 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
193 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
194 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
195 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
196 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
197 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
198 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
199 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
202 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
203 \label{sec:file_remove}
205 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
206 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
207 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
208 funzione \funcd{remove}.
210 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
211 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
212 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
213 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
214 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
215 Cancella un nome dal filesystem.
217 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
218 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
220 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
221 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
222 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
225 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
226 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
227 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
228 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
229 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
230 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
233 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
234 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
235 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
236 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
238 \begin{prototype}{stdio.h}
239 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
243 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
244 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
245 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
247 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
248 \param{oldpath} non è una directory.
249 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
251 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
253 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
254 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
255 sistema (come mount point).
256 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
257 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
258 sotto-directory di se stessa.
259 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei
260 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} non è una directory o
261 \param{oldpath} è una directory e \param{newpath} esiste e non è una
264 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
265 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
269 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
270 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
271 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
273 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
274 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \param{newpath}, se
275 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
276 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
277 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
279 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
280 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
281 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
282 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
285 Se \param{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
286 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
287 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
288 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
289 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
290 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
291 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
293 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
294 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
295 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
296 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
297 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
300 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
301 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
302 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
303 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
304 riferimento allo stesso file.
307 \subsection{I link simbolici}
308 \label{sec:file_symlink}
310 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
311 riferimenti agli inode\index{inode}, pertanto può funzionare soltanto per file
312 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
313 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
316 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
317 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
318 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
319 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
320 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
321 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
322 file che non esistono ancora.
324 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
325 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
326 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'inode, e
327 riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
328 \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui alcune funzioni di
329 libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come argomento un
330 link simbolico vengono automaticamente applicate al file da esso specificato.
331 La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è \funcd{symlink},
332 ed il suo prototipo è:
333 \begin{prototype}{unistd.h}
334 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
335 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
338 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
339 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
341 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
342 supporta i link simbolici.
343 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
344 \param{oldpath} è una stringa vuota.
345 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
346 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
349 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
350 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
354 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
355 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
356 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
357 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
358 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
360 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
361 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
362 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
363 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
364 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
365 direttamente sul suo contenuto.
369 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
371 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
374 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
375 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
376 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
377 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
378 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
379 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
380 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
381 \func{link} & -- & -- \\
382 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
383 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
384 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
385 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
386 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
387 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
388 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
389 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
390 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
391 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
392 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
393 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
394 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
397 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
398 \label{tab:file_symb_effect}
401 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
402 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
403 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
404 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
405 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
407 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
408 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
409 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
410 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
411 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
412 \begin{prototype}{unistd.h}
413 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
414 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
415 \param{buff} di dimensione \param{size}.
417 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
418 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
419 \var{errno} assumerà i valori:
421 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
424 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
425 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
429 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
430 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
431 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
432 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
437 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
438 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
439 \label{fig:file_link_loop}
442 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
443 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
444 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
445 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
446 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
447 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
448 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
449 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
450 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
451 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
452 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
454 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
455 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
456 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
457 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
458 \file{/boot/boot/boot} e così via.
460 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
461 un \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} possano essere seguiti un numero
462 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
463 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
464 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
466 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
467 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
468 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
471 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
473 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
474 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
475 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
476 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
479 cat: temporaneo: No such file or directory
481 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
482 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
485 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
486 \label{sec:file_dir_creat_rem}
488 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
489 elenchi di nomi ed inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
490 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
491 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
492 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
493 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
495 \headdecl{sys/stat.h}
496 \headdecl{sys/types.h}
497 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
499 Crea una nuova directory.
501 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
502 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
504 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
506 \item[\errcode{EACCES}]
507 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
509 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
510 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
511 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
512 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
513 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
515 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
516 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
518 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
519 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
523 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
524 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
525 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come
526 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} assoluto che relativo.
528 I permessi di accesso alla directory (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control})
529 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
530 tab.~\ref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
531 creazione dei file (si veda sez.~\ref{sec:file_umask}). La titolarità della
532 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
533 sez.~\ref{sec:file_ownership}.
535 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
537 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
538 Cancella una directory.
540 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
541 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
543 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
544 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
545 bit impostato e l'user-ID effettivo del processo non corrisponde al
546 proprietario della directory.
547 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
548 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
549 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
551 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
552 radice di qualche processo.
553 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
555 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
556 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
559 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
560 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
561 \file{..}). Il nome può essere indicato con il
562 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} assoluto o relativo.
564 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
565 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
566 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
567 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
568 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
569 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
570 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
573 \subsection{La creazione di file speciali}
574 \label{sec:file_mknod}
576 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
577 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
578 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
579 \index{file!di~dispositivo} e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a
580 parte, che vedremo in cap.~\ref{cha:socket_intro}).
582 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
583 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
584 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
585 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
587 \headdecl{sys/types.h}
588 \headdecl{sys/stat.h}
591 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
593 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
595 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
596 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
598 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
599 il filesystem su cui si è cercato di creare \param{pathname} non supporta
601 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
602 fifo o un dispositivo.
603 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
605 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
606 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
607 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
610 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
611 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
612 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
613 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
614 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
615 \var{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_umask}).
617 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
618 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
619 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
620 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
621 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
622 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
624 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
625 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
626 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
627 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
630 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
631 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
632 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
633 BSD per il filesystem (si veda sez.~\ref{sec:file_ownership}) in cui si va a
634 creare l'inode\index{inode}.
636 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
637 sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
638 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
640 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
642 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
646 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
647 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
648 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
649 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
652 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
653 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
654 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
655 modificati dal valore di \var{umask}.
659 \subsection{Accesso alle directory}
660 \label{sec:file_dir_read}
662 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
663 delle liste di nomi ed inode, per il ruolo che rivestono nella struttura del
664 sistema, non possono essere trattate come dei normali file di dati. Ad
665 esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo il kernel
666 può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un processo a
667 inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di scrittura.
669 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
670 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
671 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
672 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
673 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
674 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
675 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
676 funzione per la lettura delle directory.
678 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
679 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
680 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
681 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
682 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
683 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
685 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
687 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
689 Apre un \textit{directory stream}.
691 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
692 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
693 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
694 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
697 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
698 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
699 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
700 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
701 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
704 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
705 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
706 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
709 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
711 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
713 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
715 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
716 caso di successo e -1 in caso di errore.}
719 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
720 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
721 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
722 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
723 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
724 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
725 per cambiare la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) a
726 quella relativa allo stream che si sta esaminando.
728 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
729 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
731 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
733 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
735 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
737 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
738 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
739 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
740 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
744 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
745 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
746 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
747 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
748 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
749 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
750 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
751 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
752 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
753 lettura di una voce sullo stesso stream.
755 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
756 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
757 con i thread; il suo prototipo è:
759 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
761 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
762 struct dirent **result)}
764 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
766 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
767 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
770 La funzione restituisce in \param{result} (come
771 \index{\textit{value~result~argument}}\textit{value result argument})
772 l'indirizzo dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello
773 della struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento
774 \param{entry} (anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito
777 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
778 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
779 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
780 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
781 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
782 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
783 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
784 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
785 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
786 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
787 inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo \var{st\_ino} di
791 \footnotesize \centering
792 \begin{minipage}[c]{15cm}
793 \includestruct{listati/dirent.c}
796 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
798 \label{fig:file_dirent_struct}
801 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
802 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
803 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
804 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
805 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
810 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
812 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
815 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
816 \const{DT\_REG} & file normale. \\
817 \const{DT\_DIR} & directory. \\
818 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
819 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
820 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
821 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
824 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
825 della struttura \struct{dirent}.}
826 \label{tab:file_dtype_macro}
829 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
830 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
831 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
832 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
833 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
834 tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
835 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
836 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
838 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
839 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
841 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
842 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
845 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
846 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
847 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
848 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
849 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
850 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
852 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
853 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
856 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
857 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
858 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
859 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
860 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
861 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
862 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
864 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
865 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
866 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
867 valore errato per \param{dir}.}
870 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
871 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
874 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
876 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
878 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
882 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
883 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
885 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
887 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
889 Chiude un \textit{directory stream}.
891 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
892 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
895 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
896 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
897 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
898 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
899 libc4.} ed il suo prototipo è:
900 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
901 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
902 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
904 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
906 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
907 trovate, e -1 altrimenti.}
910 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
911 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
912 controllano rispettivamente la selezione di una voce (\param{select}) e
913 l'ordinamento di tutte le voci selezionate (\param{compar}).
915 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
916 \param{dir}, passando ciascuna di esse come argomento alla funzione di
917 \param{select}; se questa ritorna un valore diverso da zero la voce viene
918 inserita in una struttura allocata dinamicamente con \func{malloc}, qualora si
919 specifichi un valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le
920 voci. Tutte le voci selezionate vengono poi inserite un una lista (anch'essa
921 allocata con \func{malloc}, che viene riordinata tramite \func{qsort} usando
922 la funzione \param{compar} come criterio di ordinamento; alla fine l'indirizzo
923 della lista ordinata è restituito nell'argomento \param{namelist}.
925 Per l'ordinamento sono disponibili anche due funzioni predefinite,
926 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
930 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
932 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
934 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
936 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
937 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
938 maggiore del secondo.}
941 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
942 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
943 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
944 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
945 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
946 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
947 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
948 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
949 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
950 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
951 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque
952 dopo \texttt{file4}.)
954 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
955 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
956 programma che, usando la routine di scansione illustrata in
957 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
958 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
962 \footnotesize \centering
963 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
964 \includecodesample{listati/my_ls.c}
966 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
968 \label{fig:file_my_ls}
971 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
972 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
973 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
974 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
976 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
977 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
978 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
979 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
980 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
982 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
983 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
984 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
985 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
986 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
988 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
989 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
990 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
991 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
994 \footnotesize \centering
995 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
996 \includecodesample{listati/DirScan.c}
998 \caption{Codice della routine di scansione di una directory contenuta nel
999 file \file{DirScan.c}.}
1000 \label{fig:file_dirscan}
1003 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1004 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
1005 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
1006 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1007 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1010 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1011 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione
1012 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
1013 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
1014 (\texttt{\small 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
1015 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
1016 della funzione \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo
1017 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
1018 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
1019 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
1020 ottenere le dimensioni.}
1022 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1023 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1024 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1025 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1026 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1027 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1028 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1029 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1032 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1033 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1034 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1035 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1036 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1037 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1038 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1039 concluse con successo.
1042 \subsection{La directory di lavoro}
1043 \label{sec:file_work_dir}
1045 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1046 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1047 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1048 quando un \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} è espresso in forma
1049 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1052 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1053 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1054 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1055 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1056 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1057 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1058 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1060 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1061 della directory di lavoro, per ottenere il
1062 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} occorre usare una apposita funzione
1063 di libreria, \funcd{getcwd}, il cui prototipo è:
1064 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1065 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
1067 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1068 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1069 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1071 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1073 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1074 lunghezza del \textit{pathname}.
1075 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1076 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
1081 La funzione restituisce il \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} completo
1082 della directory di lavoro nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve
1083 essere precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}.
1084 Il buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il
1085 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
1086 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
1089 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1090 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1091 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1092 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1093 della lunghezza esatta del \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}
1094 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
1095 volta cessato il suo utilizzo.
1097 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
1098 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
1099 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1100 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1101 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
1102 dimensione superiore per un \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}, per
1103 cui non è detto che il buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e
1104 questa è la ragione principale per cui questa funzione è deprecata.
1106 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1107 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1108 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1109 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
1110 comprendente anche dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo
1111 il \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro
1112 l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso
1113 eventuali link simbolici.
1115 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1116 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1117 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1118 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1119 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1121 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1122 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1124 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1125 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1128 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1129 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1131 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1132 quale si hanno i permessi di accesso.
1134 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1135 tramite il file descriptor, e non solo tramite il
1136 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}, per fare questo si usa
1137 \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1138 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1139 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1142 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1143 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1146 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1147 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1148 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1149 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1150 specificata da \param{fd}.
1154 \subsection{I file temporanei}
1155 \label{sec:file_temp_file}
1157 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1158 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1159 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1160 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1161 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1162 condition}\index{\textit{race~condition}} (si ricordi quanto visto in
1163 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
1165 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1166 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1167 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1168 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1169 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1170 non esistente al momento dell'invocazione.
1172 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1173 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1175 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1176 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1177 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1178 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1179 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1180 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1181 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1182 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1184 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1185 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
1186 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1187 esplicitamente, il suo prototipo è:
1188 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1189 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1190 non esistente al momento dell'invocazione.
1192 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1193 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1194 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1197 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1198 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1199 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1200 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1201 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1202 la prima valida delle seguenti:
1204 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1205 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
1206 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid}).
1207 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1208 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1209 \item la directory \file{/tmp}.
1212 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1213 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1214 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1215 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1216 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1217 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1218 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1221 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1222 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, il cui prototipo è:
1223 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1224 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1226 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1227 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1228 caso \var{errno} assumerà i valori:
1230 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1231 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1233 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1234 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1236 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1237 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1238 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1239 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1240 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1241 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1242 condition}\index{\textit{race~condition}}.
1244 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1245 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1246 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1247 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1248 unico. La prima delle due è analoga a \funcd{tmpnam} e genera un nome casuale,
1250 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1251 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1254 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1255 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1258 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1261 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1262 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1263 alle possibili \textit{race condition}\index{\textit{race~condition}} date per
1264 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1265 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1266 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1267 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1268 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1271 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1272 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1274 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1275 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1276 finali di \param{template}.
1278 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1279 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1281 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1282 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1283 contenuto di \param{template} è indefinito.
1286 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1287 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1288 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1289 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1290 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1291 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1292 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1293 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1294 contenuti del file.} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
1296 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1297 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1298 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1299 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1300 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1301 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1303 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1304 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1307 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1309 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1311 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1312 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione
1313 della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1314 condition}\index{\textit{race~condition}} non si pongono.
1317 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1318 \label{sec:file_infos}
1320 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1321 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1322 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1324 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1325 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1326 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1327 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1328 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1329 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
1332 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1333 \label{sec:file_stat}
1335 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1336 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1337 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1338 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1341 \headdecl{sys/types.h}
1342 \headdecl{sys/stat.h}
1345 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1346 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1349 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1350 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1351 lette le informazioni relativae ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1353 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1354 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1355 descriptor \param{filedes}.
1357 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1358 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1359 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1360 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1362 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1363 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1365 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1366 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1367 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
1368 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1369 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1370 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1372 \begin{figure}[!htb]
1375 \begin{minipage}[c]{15cm}
1376 \includestruct{listati/stat.h}
1379 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1381 \label{fig:file_stat_struct}
1384 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1385 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1386 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1389 \subsection{I tipi di file}
1390 \label{sec:file_types}
1392 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1393 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1394 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1395 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1397 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1398 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1399 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1400 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1401 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1402 \var{st\_mode} è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
1406 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1408 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1411 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1412 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1413 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1414 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1415 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1416 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1417 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1420 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1421 \label{tab:file_type_macro}
1424 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1425 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1426 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1427 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1428 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
1430 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1431 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1432 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1433 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1434 un'opportuna combinazione.
1439 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1441 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1444 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1445 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1446 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1447 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1448 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1449 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1450 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1451 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1453 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1454 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1455 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1457 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1458 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1459 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1460 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1462 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1463 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1464 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1465 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1467 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1468 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1469 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1470 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1473 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1474 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1475 \label{tab:file_mode_flags}
1478 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1479 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1481 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1482 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1483 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1486 \subsection{Le dimensioni dei file}
1487 \label{sec:file_file_size}
1489 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1490 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1491 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname} che contiene, per le fifo è sempre
1494 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1495 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1496 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1497 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1498 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1500 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1501 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1502 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1503 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1504 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) oltre la
1507 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1508 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1509 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1510 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1511 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1512 risultato di \cmd{ls}.
1514 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1515 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1516 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1517 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1519 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1520 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1521 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1522 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1524 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1525 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1526 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1528 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1529 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1530 descriptor \param{fd}.
1532 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1533 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1534 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1536 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1537 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1538 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1540 per \func{truncate} si hanno:
1542 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1543 permesso di esecuzione una delle directory del
1544 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}.
1545 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1547 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1548 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1551 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1552 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1553 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1554 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1555 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1558 \subsection{I tempi dei file}
1559 \label{sec:file_file_times}
1561 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1562 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1563 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1564 della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
1565 significato di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1566 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
1567 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
1572 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1574 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1575 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1578 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1579 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1580 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1581 \func{utime} & default\\
1582 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1583 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1586 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1587 \label{tab:file_file_times}
1590 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1591 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1592 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1593 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1594 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1595 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1596 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1597 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1599 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1600 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1601 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1602 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1603 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1605 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1606 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1607 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1608 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1609 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1610 nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}.
1615 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1617 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1618 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1619 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1620 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1621 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1622 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1625 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1626 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1627 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1628 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1629 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1630 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1631 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1632 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1635 \func{chmod}, \func{fchmod}
1636 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1637 \func{chown}, \func{fchown}
1638 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1640 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1641 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1642 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
1643 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1644 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1646 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1648 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1650 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1652 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1654 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1655 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1656 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & con
1657 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1658 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1660 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1662 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1663 \func{unlink}\\ \func{remove}
1664 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1665 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1666 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1667 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1668 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1669 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1670 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1672 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1674 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1676 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1679 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1680 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1681 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1682 \label{tab:file_times_effects}
1685 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1686 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1687 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1688 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1689 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1690 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1692 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1693 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1694 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1695 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1696 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1699 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1700 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1701 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1702 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1703 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1706 \subsection{La funzione \func{utime}}
1707 \label{sec:file_utime}
1709 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1710 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1711 \begin{prototype}{utime.h}
1712 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1714 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1715 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1716 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1718 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1719 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1721 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1722 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1726 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1727 \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
1728 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1729 valori che si vogliono impostare per tempi.
1731 \begin{figure}[!htb]
1732 \footnotesize \centering
1733 \begin{minipage}[c]{15cm}
1734 \includestruct{listati/utimbuf.h}
1737 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1739 \label{fig:struct_utimebuf}
1742 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1743 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1744 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1745 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1746 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1748 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1749 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1750 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1751 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1752 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1753 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1754 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1755 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1760 \section{Il controllo di accesso ai file}
1761 \label{sec:file_access_control}
1763 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1764 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1765 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1766 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1767 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1768 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1769 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1772 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1773 \label{sec:file_perm_overview}
1775 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1776 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1777 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1778 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1779 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1780 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1781 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1782 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1783 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1786 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1787 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1788 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1789 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1790 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1791 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1792 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1793 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1794 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1796 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1798 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1799 dall'inglese \textit{write}).
1800 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1801 dall'inglese \textit{execute}).
1803 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1805 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1806 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1808 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1811 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1812 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1813 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1814 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1818 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1819 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1820 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
1821 \label{fig:file_perm_bit}
1824 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1825 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1826 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1827 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid} e sez.~\ref{sec:file_sticky}); lo schema di
1828 allocazione dei bit è riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
1830 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1831 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1832 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1833 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
1835 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1836 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1837 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1838 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1839 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1840 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1841 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1842 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1843 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
1848 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1850 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1853 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1854 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1855 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1857 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1858 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1859 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1861 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1862 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1863 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1866 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1867 \texttt{<sys/stat.h>}}
1868 \label{tab:file_bit_perm}
1871 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1872 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1873 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1876 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
1877 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
1878 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
1879 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
1882 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1883 essere attraversata nella risoluzione del
1884 \index{\textit{pathname}}\textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di
1885 lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1887 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1888 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1889 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1890 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1893 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1894 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1895 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1896 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1897 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1899 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1900 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1901 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1902 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1903 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1904 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1905 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1907 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1908 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1909 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1912 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1913 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1914 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1915 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1916 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1917 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1918 sez.~\ref{sec:file_sticky}).
1920 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1921 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1922 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1923 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1924 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1925 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
1926 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1927 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1928 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1931 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1932 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1933 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1934 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1935 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1936 cui l'utente appartiene.
1938 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1939 di accesso sono i seguenti:
1941 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1942 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1943 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1945 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1946 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1949 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1950 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1951 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1952 impostato, l'accesso è consentito
1953 \item altrimenti l'accesso è negato
1955 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1956 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1958 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1960 \item altrimenti l'accesso è negato
1962 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1963 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1966 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1967 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1968 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1969 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1970 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1971 tutti gli altri non vengono controllati.
1974 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1975 \label{sec:file_suid_sgid}
1977 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1978 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1979 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1980 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1981 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1982 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1983 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
1985 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1986 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1987 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1988 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1989 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1991 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
1992 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
1993 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
1994 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
1995 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1996 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
1999 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2000 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
2001 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2002 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2003 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2004 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2005 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2008 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2009 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2010 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2011 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2012 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
2014 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2015 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2016 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2017 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2018 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2019 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2020 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2022 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2023 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2024 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2025 veda sez.~\ref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
2028 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
2029 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2030 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2031 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
2032 dettaglio più avanti, in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
2035 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
2036 \label{sec:file_sticky}
2038 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2039 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2040 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
2041 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2042 si poteva impostare questo bit.
2044 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
2045 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
2046 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
2047 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
2048 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
2049 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
2050 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
2051 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
2053 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2054 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2055 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2056 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2057 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2059 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
2060 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
2061 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2062 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2063 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2064 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2067 \item l'utente è proprietario del file
2068 \item l'utente è proprietario della directory
2069 \item l'utente è l'amministratore
2071 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2072 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2075 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2077 quindi con lo \textsl{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2078 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2079 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2080 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2081 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2082 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2085 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
2086 \label{sec:file_ownership}
2088 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2089 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2090 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2091 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2092 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2093 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
2095 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2096 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2097 due diverse possibilità:
2099 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2100 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2103 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2104 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2105 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2106 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2107 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2109 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2110 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2111 partenza, in tutte le sotto-directory.
2113 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2114 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2115 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2116 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2117 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2118 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2121 \subsection{La funzione \func{access}}
2122 \label{sec:file_access}
2124 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2125 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo;
2126 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID
2127 reale ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
2128 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
2129 accennato in sez.~\ref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
2130 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2132 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2133 \begin{prototype}{unistd.h}
2134 {int access(const char *pathname, int mode)}
2136 Verifica i permessi di accesso.
2138 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2139 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2142 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2143 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2144 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2145 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2146 un filesystem montato in sola lettura.
2148 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2149 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2152 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2153 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2154 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2155 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
2156 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
2157 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
2158 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
2159 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
2160 sul file a cui esso fa riferimento.
2162 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2163 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2164 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2165 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2166 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2167 contrario (o di errore) ritorna -1.
2171 \begin{tabular}{|c|l|}
2173 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2176 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2177 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2178 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2179 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2182 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2184 \label{tab:file_access_mode_val}
2187 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2188 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2189 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
2190 permessi per accedere ad un certo file.
2193 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
2194 \label{sec:file_chmod}
2196 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2197 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2198 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2200 \headdecl{sys/types.h}
2201 \headdecl{sys/stat.h}
2203 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2204 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2206 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2207 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2209 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2210 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2212 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2213 proprietario del file o non è zero.
2214 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2216 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2217 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2218 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2221 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2222 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2223 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2229 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2231 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2234 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
2235 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
2236 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
2238 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2239 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2240 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2241 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2243 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2244 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2245 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2246 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2248 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2249 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2250 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2251 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2254 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2255 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2256 \label{tab:file_permission_const}
2259 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2260 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2261 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2262 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2263 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2264 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2265 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
2266 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2268 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2269 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2270 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2271 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2272 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2274 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2275 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2276 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2277 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2278 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2280 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2281 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2282 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2283 in particolare accade che:
2285 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
2286 l'user-ID effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
2287 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
2289 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
2290 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
2291 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
2292 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
2293 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
2294 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
2295 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
2296 l'user-ID effettivo del processo è zero).
2299 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2300 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2301 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2302 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2303 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2304 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2305 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2306 perdita di questo privilegio.
2308 \subsection{La funzione \func{umask}}
2309 \label{sec:file_umask}
2311 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2312 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2313 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2314 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2315 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2316 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2317 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2318 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2320 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2321 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2322 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2323 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2324 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2325 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2326 vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2327 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2328 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2329 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2332 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2333 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2334 \begin{prototype}{stat.h}
2335 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2337 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2338 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2340 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2341 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2344 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2345 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2346 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2347 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2348 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2349 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2352 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2353 \label{sec:file_chown}
2355 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2356 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2357 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2360 \headdecl{sys/types.h}
2361 \headdecl{sys/stat.h}
2363 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2364 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2365 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2367 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2368 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2370 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2371 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2373 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2374 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2376 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2377 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2378 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2379 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2382 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2383 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2384 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2385 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2386 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2387 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2389 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2390 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2391 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2392 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2393 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2394 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2395 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2396 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2397 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2399 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2400 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2401 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2402 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2403 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2405 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2406 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2407 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2408 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi sez.~\ref{sec:file_perms}), le date (vedi
2409 %sez.~\ref{sec:file_times}).
2412 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2413 \label{sec:file_riepilogo}
2415 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2416 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2417 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2418 da poter fornire un quadro d'insieme.
2420 In tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari
2421 bit per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per
2422 proprietario, gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2423 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non
2424 ha alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2429 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2431 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2432 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2433 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2434 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2435 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2437 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2440 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2441 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2442 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2443 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2444 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2445 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2446 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2447 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2448 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2449 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2450 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2451 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2452 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2455 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2457 \label{tab:file_fileperm_bits}
2460 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2461 \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione illustrata anche in
2462 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2464 In tab.~\ref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2465 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2466 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione
2467 compatta illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2472 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2474 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2475 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2476 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2477 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2478 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2480 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2483 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2484 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2485 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2486 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2487 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2488 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2489 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2490 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2491 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2492 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2493 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2494 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2497 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2499 \label{tab:file_dirperm_bits}
2502 Nelle tabelle si è indicato con ``-'' il fatto che il valore degli altri bit
2503 non è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2504 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2505 riportato esplicitamente.
2508 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2509 \label{sec:file_chroot}
2511 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2512 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2513 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2516 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
2517 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
2518 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2519 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2520 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2521 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_organization}), ha per il
2522 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2523 risolti i \index{\textit{pathname}!assoluto}\textit{pathname}
2524 assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la risoluzione di un
2525 \textit{pathname}, il kernel usa sempre questa directory come punto di
2526 partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo apre
2527 allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2528 \textit{pathname} assoluti da parte di un processo cambiando questa directory,
2529 così come si fa coi \index{\textit{pathname}!relativo}\textit{pathname}
2530 relativi cambiando la directory di lavoro.
2532 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2533 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2534 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
2535 \index{\textit{pathname}!assoluto}\textit{pathname} assoluti a partire sempre
2536 dalla stessa directory, che corrisponde alla \file{/} del sistema.
2538 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2539 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2540 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2542 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2543 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2546 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2547 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2549 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2551 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2552 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2553 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2555 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2556 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
2557 \index{\textit{pathname}!assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle
2558 funzioni chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo
2559 impossibile accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che
2560 viene chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più
2561 accedere a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2562 \textsl{imprigionato}.
2564 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2565 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2566 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2567 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2570 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2571 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2572 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2573 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
2574 \index{\textit{pathname}!relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
2575 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
2576 potranno (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice effettiva del
2579 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2580 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2581 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2582 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2583 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2584 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2586 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2587 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2588 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2589 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2590 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2591 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2593 %%% Local Variables:
2595 %%% TeX-master: "gapil"