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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
104 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
105 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
106 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
107 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
108 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
109 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
110 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
111 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
112 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
113 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
114 directory in cui il filesystem è stato montato.
116 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
118 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
119 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
120 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
121 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
122 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
123 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
124 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
125 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
127 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
128 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
129 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
130 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
131 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
132 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
133 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
134 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
135 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
136 questo punto verrà inserita nella cache.
138 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
139 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
140 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
141 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
142 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
143 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
144 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
150 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
151 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
152 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
153 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
154 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
155 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
156 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
157 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
159 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
160 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
161 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
162 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
163 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
164 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
165 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
166 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
168 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
169 definizione si è riportato un estratto in
170 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
171 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
172 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
173 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
174 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
175 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
178 \footnotesize \centering
179 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
180 \includestruct{listati/inode.h}
183 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
184 \texttt{include/linux/fs.h}).}
185 \label{fig:kstruct_inode}
188 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
189 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
190 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
191 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
192 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
193 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
194 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
195 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
196 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
197 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
199 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
200 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
201 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
202 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
203 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
208 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
210 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
213 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
214 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
215 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
217 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
219 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
221 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
223 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
227 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
229 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
232 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
233 \kstruct{inode\_operation}.}
234 \label{tab:file_inode_operations}
237 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
238 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
239 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
240 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
241 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
242 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
245 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
246 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
247 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
248 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
249 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
250 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
253 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
254 funzione \texttt{open} che invece è citata in
255 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
256 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
257 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
258 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
259 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
260 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
261 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
263 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
264 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
265 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
266 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
267 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
269 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
270 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
271 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
272 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
273 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
274 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
279 \footnotesize \centering
280 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
281 \includestruct{listati/file.h}
284 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
285 \texttt{include/linux/fs.h}).}
286 \label{fig:kstruct_file}
289 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
290 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
291 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
292 \struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
293 per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
294 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
295 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
300 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
302 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
305 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
306 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
307 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
308 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
309 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
311 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
312 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
313 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
315 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
317 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
319 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
321 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
322 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
323 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
327 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
328 \label{tab:file_file_operations}
331 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
332 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
333 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
334 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
335 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
336 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
337 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
338 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
340 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
341 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
342 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
343 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
344 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
345 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
346 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
347 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
348 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
351 \itindend{Virtual~File~System}
353 % NOTE: documentazione interessante:
354 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
355 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
356 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
360 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
361 \label{sec:file_filesystem}
363 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
364 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
365 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
366 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
367 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
368 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
369 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
370 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
372 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
373 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
374 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
375 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
376 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
377 replicato il cosiddetto \itindex{superblock} \textit{superblock}, (la
378 struttura che contiene l'indice iniziale del filesystem e che consente di
379 accedere a tutti i dati sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei
380 dati e delle informazioni per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di
381 \acr{ext2} e derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
385 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
386 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
387 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
388 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
389 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
390 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
391 per i dati in essi contenuti.
395 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
396 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
398 \label{fig:file_disk_filesys}
401 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
402 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
403 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
404 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \itindex{superblock}
405 \textit{superblock} e tutti i dati di gestione possiamo esemplificare la
406 situazione con uno schema come quello esposto in
407 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
411 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
412 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
413 \label{fig:file_filesys_detail}
416 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
417 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
418 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
419 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
420 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
421 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
422 opportuno tenere sempre presente che:
427 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
428 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
429 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
430 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
431 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
432 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
433 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
434 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
435 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
436 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
437 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
438 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
440 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
441 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
442 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
443 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
444 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
445 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
446 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
447 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
448 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
449 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
450 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
451 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
453 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
454 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
455 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
456 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
457 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
458 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
459 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
461 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
462 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
463 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
464 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
465 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
466 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
467 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
469 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
470 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
471 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
472 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
473 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
474 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
475 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
476 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
477 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
478 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
484 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
485 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
486 \label{fig:file_dirs_link}
489 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
490 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
491 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
492 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
493 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
495 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
496 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
497 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
498 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
499 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
500 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
501 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
502 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
503 \textit{link count} della directory genitrice.
508 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
509 \label{sec:file_ext2}
512 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
513 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
514 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
515 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
516 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
517 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
518 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
519 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
520 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
521 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
522 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
523 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
525 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
526 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
527 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
528 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
529 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
530 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
531 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
533 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
534 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
537 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
538 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
539 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
540 ereditano i suoi attributi.
541 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
542 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
543 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
544 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
545 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
546 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
547 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
548 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
549 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
550 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
551 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
552 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
553 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
554 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
555 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
556 limite è 60 caratteri).
557 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
558 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
559 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
560 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
564 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
565 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
566 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
567 in gruppi di blocchi.
569 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
570 filesystem (i \itindex{superblock} \textit{superblock} sono quindi ridondati)
571 per una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione
572 del \itindex{superblock} \textit{superblock} principale. L'utilizzo di
573 raggruppamenti di blocchi ha inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni
574 dato che viene ridotta la distanza fra i dati e la tabella degli
575 \itindex{inode} inode.
579 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
580 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
581 \label{fig:file_ext2_dirs}
584 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
585 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
586 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
587 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
588 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
589 caratteri) senza sprecare spazio disco.
591 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
592 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
593 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
594 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
595 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
596 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
597 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
598 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
599 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
600 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
601 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
602 della scrittura dei dati sul disco.
604 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
605 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
606 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
607 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
608 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
609 contenenti un gran numero di file.
611 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
612 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
613 % in caso di crash del sistema)
616 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
617 \label{sec:sys_file_config}
619 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
620 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
621 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
622 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
623 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
624 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
628 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
630 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
631 \fdesc{Monta un filesystem.}
634 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
635 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
637 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
638 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
639 montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
640 \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
641 con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
642 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
643 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
644 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
646 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
647 \itindex{superblock} \textit{superblock} non valido, o si è cercato di
648 rimontare un filesystem non ancora montato, o di montarlo senza
649 che \param{target} sia un \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di
650 spostarlo quando \param{target} non è un \itindex{mount~point}
651 \textit{mount point} o è la radice.
652 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
653 \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
654 incontrati troppi link simolici nella risoluzione di un nome.
655 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
656 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
658 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
659 configurato nel kernel.
660 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
661 \param{source} quando era richiesto.
662 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
663 dispositivo \param{source} è sbagliato.
664 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
666 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
667 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
670 La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
671 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
672 di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
673 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
674 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
675 indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
678 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
679 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
680 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
681 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
682 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
683 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
684 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
685 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
686 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
687 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
688 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
690 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
691 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
692 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
693 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
694 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
695 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
697 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
698 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
699 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
700 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
701 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
702 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
703 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
704 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
706 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
707 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
708 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
709 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
710 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesytem se un
711 \textit{mount point} era già in uso.
713 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
714 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
715 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
716 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
717 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
718 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
719 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
721 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
722 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
723 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
724 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
725 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
726 modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
727 diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
729 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
730 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
731 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
732 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
733 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
734 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
735 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
736 solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
737 sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
738 presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
739 ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
740 e i vari bit devono essere impostati con un OR aritmetico dei rispettivi flag,
741 identificati dalle costanti riportate nell'elenco seguente:
743 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
744 \itindbeg{bind~mount}
745 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
746 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
747 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
748 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
749 stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
750 dispositivo) e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
751 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
752 e \param{data} vengono ignorati.
754 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \index{pathname}
755 \textit{pathname} indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode}
756 di \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
757 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
758 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
759 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
760 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
763 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
764 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
765 caso si inserisce in corripondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
766 un diverso \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della
767 radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una
768 directory già montata.
770 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
771 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
772 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
773 porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
774 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
775 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
776 il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
777 sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
778 originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
779 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
780 \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
781 potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
782 \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
783 potrebbe tornare indietro.}
785 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
786 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
787 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
788 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
789 \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
790 \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
792 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
793 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
794 sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
795 fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
796 presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
797 directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
798 una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
799 sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
800 un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
801 sez.~\ref{sec:file_chroot}.
802 \itindend{bind~mount}
804 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
805 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
806 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
807 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
808 impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
809 con il comando \cmd{lsattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
810 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
812 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
813 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
814 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
815 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
816 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
818 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
819 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
820 del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
821 comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
822 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
824 \item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
825 \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
826 \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
827 nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
828 nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
831 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
832 sotto \param{source} sarà immediatamante visibile sotto \param{target}. Non
833 esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
834 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
835 \textit{pathname} relativi all'interno del filesystem non possa fallire.
837 \item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
838 degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
839 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
840 è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
841 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
842 disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
843 della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
844 completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
845 l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
846 sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
847 soluzioni più appropriate e meno radicali.
849 \item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
850 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
851 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
852 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
853 che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
854 \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
855 mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
857 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
858 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
859 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
860 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
861 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
862 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
863 accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
865 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
866 l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
867 sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
868 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
869 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
870 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
872 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
873 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
874 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
875 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
877 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
878 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
879 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
880 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
881 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
882 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
883 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
884 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
885 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
886 dall'amministratore.}
888 \item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
889 dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
890 (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
891 esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
892 inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
893 essere file dotati di questi permessi.
895 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
896 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
897 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
898 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
899 eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
900 dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
901 per conto di quest'ultimo.
903 \item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
904 come privato. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
905 \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
906 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
907 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
908 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
909 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
910 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
912 Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
913 dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
914 \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
915 \itindex{mount~point} \textit{mount point} di tipo \textit{private} si
916 comporta come descritto nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo
917 flag principalmente per revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare
918 il comportamento a quello ordinario.
920 \item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
921 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
922 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
923 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
924 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
927 \item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \itindex{mount~point}
928 \textit{mount point} presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato
929 gli effetti della opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
930 subtree} associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
931 riferimento ad un \itindex{mount~point} \textit{mount point} e tutti gli
932 altri argomenti sono ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad
933 una fra \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
934 \const{MS\_UNBINDABLE}.
936 \item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
937 \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
938 antecendente il valore corrente del \textit{modification time} o del
939 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
940 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
941 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
942 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
943 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
944 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
945 vecchio di un giorno.
947 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
948 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
949 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
950 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
951 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
952 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
953 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
954 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
955 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
957 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
958 cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
959 possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
960 argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
961 il montaggio originale, mentre \param{data} che \param{mountflags}
962 conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
964 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
965 essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
966 solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
967 \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
968 del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
969 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
970 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
972 \item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
973 come \textit{shared mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
974 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
975 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
976 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
977 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
978 \param{target} dovrà fare riferimento al \itindex{mount~point} \textit{mount
979 point} che si intende marcare, e tutti gli altri argomenti verranno
982 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
983 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
984 \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale e fra di loro
985 ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che avviene su una
986 directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni di montaggio e
987 smontaggio cioè vengono ``\textsl{propagate}'' a tutti i \textit{mount
988 point} della stessa condivisione, e la sezione di albero di file vista al
989 di sotto di ciascuno di essi sarà sempre identica.
991 \item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
992 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
993 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
994 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
995 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
997 \item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
998 come \textit{slave mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
999 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
1000 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
1001 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
1002 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1003 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1004 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1006 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
1007 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
1008 \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
1009 montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
1010 \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
1011 questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
1012 originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
1013 essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
1014 propagati né negli altri né nel \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1017 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1018 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1019 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1020 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1021 \const{MS\_RELATIME}.
1023 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1024 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1025 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1026 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
1028 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1029 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1030 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1031 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1032 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1033 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1035 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount
1036 point} come \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove
1037 opzioni (insieme a \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e
1038 \const{MS\_SLAVE}) facenti parte dell'infrastruttura degli
1039 \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree} introdotta a partire dal
1040 kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei \itindex{bind~mount}
1041 \textit{bind mount}. In questo caso
1042 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1043 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1045 Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilità la capacità di
1046 eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. Si comporta cioè come
1047 allo stesso modo di un \itindex{mount~point} \textit{mount point} ordinario
1048 di tipo \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua
1049 sottodirectory (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere
1050 utilizzata per un come sorgente di un \itindex{bind~mount} \textit{bind
1055 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1056 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1057 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1058 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1060 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1068 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1069 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
1073 \fdecl{umount(const char *target)}
1074 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1076 {La funzione ritorna $0$ in caso
1077 di successo e $-1$ per un errore,
1078 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1080 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
1081 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la \index{directory~di~lavoro}
1082 directory di lavoro di qualche processo, o contiene dei file aperti, o un
1084 \end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
1085 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
1086 significato generico.}
1089 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1090 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1091 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1092 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1093 quanto a partire dai kernel della serie 2.4.x è possibile montare lo stesso
1094 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
1095 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
1096 che è stato montato per ultimo.
1098 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
1099 \textsl{occupato}, cioè quando ci sono ancora dei file aperti sul filesystem,
1100 se questo contiene la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro corrente
1101 di un qualunque processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un
1102 altro filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
1104 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
1105 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
1106 risulti occupato; il suo prototipo è:
1109 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1110 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1112 {La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
1116 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
1117 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
1118 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
1119 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
1120 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
1121 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
1122 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
1124 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
1126 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
1127 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
1128 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
1129 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1133 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1134 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1135 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1137 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1138 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1140 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
1141 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1142 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1143 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1144 significato generico.}
1148 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1149 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
1150 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
1151 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
1152 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
1153 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
1154 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
1155 genere è il nome del filesystem stesso.
1157 \begin{figure}[!htb]
1158 \footnotesize \centering
1159 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1160 \includestruct{listati/statfs.h}
1163 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1164 \label{fig:sys_statfs}
1168 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1169 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
1170 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
1171 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
1172 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
1173 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
1174 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
1176 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
1177 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
1178 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
1179 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
1180 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
1181 \cite{glibc} per la documentazione completa.
1183 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
1184 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
1190 \section{La gestione di file e directory}
1191 \label{sec:file_dir}
1193 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
1194 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
1195 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
1196 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
1197 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
1199 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
1200 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
1201 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
1204 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1205 \label{sec:file_link}
1207 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1208 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
1209 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
1210 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1212 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
1213 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
1214 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
1217 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
1218 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
1219 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
1220 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
1221 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
1222 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
1223 suddetto \textit{inode}.
1225 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
1226 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
1227 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
1228 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1229 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
1230 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1231 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
1233 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
1234 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
1235 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
1236 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
1237 \begin{prototype}{unistd.h}
1238 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1239 Crea un nuovo collegamento diretto.
1241 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1242 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
1244 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1245 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1246 \textit{mount point}.
1247 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1248 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1249 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1251 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
1252 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1253 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1255 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
1256 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1257 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
1260 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
1261 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
1262 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
1263 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
1264 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
1265 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
1266 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
1267 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
1269 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1270 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
1271 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
1272 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
1273 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
1274 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
1275 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
1276 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
1277 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
1278 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1280 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1281 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1282 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1283 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1284 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
1285 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
1286 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
1287 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
1288 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
1290 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
1291 simbolici (che vedremo in sez.~\ref{sec:file_symlink}) e dei
1292 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} (già visti in
1293 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che possono fornire la stessa funzionalità
1294 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1295 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
1296 funzione \func{link} restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1298 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1299 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1300 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1301 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1302 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1303 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1304 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1305 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1306 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1307 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1308 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1309 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato
1310 rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1312 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1313 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1314 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1315 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1316 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1317 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1318 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1319 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1320 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1321 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1322 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1323 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1324 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1325 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1326 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1327 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1329 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1330 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1331 suo prototipo è il seguente:
1332 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
1336 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1337 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1338 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1340 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1342 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1344 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1346 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1347 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1351 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1352 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1353 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1354 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1355 abbia privilegi sufficienti.}
1357 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1358 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1359 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1360 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1361 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1362 possono continuare ad utilizzarlo.
1364 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1365 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1366 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1367 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1368 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1369 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1370 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1371 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1373 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1374 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1375 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1376 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1377 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1378 tramite una singola system call.
1380 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1381 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1382 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1383 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1384 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1385 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1386 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1387 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1388 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1389 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1390 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1391 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1393 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1394 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1395 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1396 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1397 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1398 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1399 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1400 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1403 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1404 \label{sec:file_remove}
1406 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1407 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1408 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1409 funzione \funcd{remove}.
1411 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1412 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1413 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1414 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1415 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1416 Cancella un nome dal filesystem.
1418 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1419 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1421 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1422 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1423 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1426 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1427 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1428 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1429 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1430 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1431 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1434 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1435 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1436 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1437 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1439 \begin{prototype}{stdio.h}
1440 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1444 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1445 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1446 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1448 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1449 \param{oldpath} non è una directory.
1450 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1452 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1454 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1455 parte di qualche processo (come \index{directory~di~lavoro} directory di
1456 lavoro o come radice) o del sistema (come \itindex{mount~point}
1457 \textit{mount point}).
1458 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1459 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1460 sotto-directory di se stessa.
1461 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1462 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1463 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1465 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1466 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1470 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1471 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1472 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1474 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1475 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1476 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1477 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1478 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1480 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1481 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1482 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1483 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1486 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1487 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1488 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1489 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1490 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1491 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1492 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1494 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1495 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1496 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1497 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1498 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1501 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1502 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1503 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1504 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1505 riferimento allo stesso file.
1508 \subsection{I link simbolici}
1509 \label{sec:file_symlink}
1511 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1512 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1513 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1514 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1515 eseguire un link diretto ad una directory.
1517 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1518 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1519 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1520 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1521 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1522 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1523 file che non esistono ancora.
1525 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1526 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1527 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1528 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1529 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1530 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1531 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1532 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1533 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1534 \begin{prototype}{unistd.h}
1535 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1536 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1539 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1540 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1542 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1543 supporta i link simbolici.
1544 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1545 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1546 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1547 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1550 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1551 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1555 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1556 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1557 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1558 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1559 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1561 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1562 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1563 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1564 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1565 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1566 direttamente sul suo contenuto.
1570 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1572 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1575 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1576 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1577 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1578 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1579 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1580 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1581 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1582 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1583 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1584 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1585 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1586 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1587 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1588 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1589 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1590 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1591 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1592 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1593 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1594 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1595 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1598 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1599 \label{tab:file_symb_effect}
1602 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1603 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1605 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1606 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1607 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1608 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1609 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1611 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1612 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1613 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1614 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1615 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1616 \begin{prototype}{unistd.h}
1617 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1618 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1619 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1621 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1622 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1623 \var{errno} assumerà i valori:
1625 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1628 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1629 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1633 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1634 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1635 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1636 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1640 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1641 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1642 \label{fig:file_link_loop}
1645 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1646 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1647 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1648 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1649 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1650 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1651 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1652 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1653 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1654 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1655 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1657 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1658 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1659 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1660 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1661 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1663 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1664 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1665 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1666 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1667 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1669 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1670 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1671 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1674 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1676 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1677 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1678 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1679 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1682 cat: temporaneo: No such file or directory
1684 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1685 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1688 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1689 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1691 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1692 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1693 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1694 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1695 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1696 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1697 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1698 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1699 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1701 \headdecl{sys/stat.h}
1702 \headdecl{sys/types.h}
1703 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1705 Crea una nuova directory.
1707 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1708 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1710 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1712 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1713 cui si vuole inserire la nuova directory.
1714 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1715 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1716 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1717 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1718 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1720 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1721 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1723 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1724 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1728 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1729 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1730 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1731 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1732 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1734 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1735 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1736 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1737 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1738 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1739 directory è impostata secondo quanto riportato in
1740 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1742 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1743 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1744 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1745 Cancella una directory.
1747 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1748 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1750 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1751 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1752 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\ids{UID} effettivo
1753 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1754 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1755 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1756 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1758 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la
1759 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro o la radice di qualche
1761 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1763 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1764 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1767 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1768 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1769 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1770 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1772 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1773 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1774 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1775 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1776 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1777 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1778 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1779 file nella directory.
1782 \subsection{La creazione di file speciali}
1783 \label{sec:file_mknod}
1785 \index{file!di~dispositivo|(}
1787 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1788 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1789 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1790 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1791 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1792 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1794 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1795 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1796 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1797 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1800 \headdecl{sys/types.h}
1801 \headdecl{sys/stat.h}
1804 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1806 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1808 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1809 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1811 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1812 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1813 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1814 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1815 fifo, un socket o un dispositivo.
1816 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1818 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1819 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1820 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1823 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1824 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1825 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1826 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1827 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1828 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1829 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1830 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1832 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1833 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1834 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1835 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1836 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1837 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1838 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1841 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1842 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1843 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1844 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1845 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1846 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1847 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1848 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1849 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1850 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1851 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1852 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1853 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1854 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1856 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1857 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1858 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1859 semantica BSD per il filesystem (si veda
1860 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1861 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1863 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1864 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1865 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1866 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1867 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1868 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1869 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1870 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1871 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1872 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1875 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1876 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1877 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1878 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1879 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1880 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1881 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1882 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1883 sorgenti del kernel.
1885 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1886 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1887 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1888 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1889 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1890 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1891 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1892 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1893 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1895 Le macro sono definite nel file \headfile{sys/sysmacros.h}, che viene
1896 automaticamente incluso quando si include \headfile{sys/types.h}; si possono
1897 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1898 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1899 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1901 \headdecl{sys/types.h}
1902 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1903 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1906 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1907 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1910 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1911 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1912 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1914 \headdecl{sys/types.h}
1915 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1917 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1918 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1921 \index{file!di~dispositivo|)}
1923 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1924 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1925 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1927 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1929 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1933 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1934 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1935 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1936 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1939 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1940 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1941 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1942 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1946 \subsection{Accesso alle directory}
1947 \label{sec:file_dir_read}
1949 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1950 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1951 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1952 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1953 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1954 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1955 funzioni di scrittura.
1957 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1958 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1959 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1960 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1961 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1962 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1963 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1964 funzione per la lettura delle directory.
1966 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1967 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1968 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1969 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1970 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1971 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1972 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1974 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1976 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1978 Apre un \textit{directory stream}.
1980 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1981 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1982 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1983 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1986 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1987 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1988 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1989 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1990 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1993 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1994 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1995 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1996 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1997 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1999 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2000 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2001 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2002 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2003 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2004 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2005 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2006 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2007 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2008 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2010 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2012 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
2014 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
2016 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
2017 caso di successo e -1 in caso di errore.}
2020 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2021 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2022 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2023 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2024 spostare su di essa la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2025 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2027 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2028 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2029 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2030 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2031 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2032 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2033 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2034 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2035 700} .} il cui prototipo è:
2037 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2039 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
2041 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
2043 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2044 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2045 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
2048 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2049 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2050 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2051 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2052 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2053 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2055 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2056 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2057 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
2058 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
2059 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
2060 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
2061 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
2063 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2064 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2065 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
2067 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2069 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2071 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2073 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
2074 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
2075 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
2076 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
2077 raggiunge la fine dello stream.}
2080 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2081 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2082 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2083 esaurite tutte le voci in essa presenti.
2085 \begin{figure}[!htb]
2086 \footnotesize \centering
2087 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2088 \includestruct{listati/dirent.c}
2091 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2093 \label{fig:file_dirent_struct}
2096 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
2097 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
2098 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
2099 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
2100 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
2101 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
2102 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
2103 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
2106 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
2107 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
2108 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2109 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2110 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2111 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
2114 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2116 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
2117 struct dirent **result)}
2119 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2121 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2122 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
2125 La funzione restituisce in \param{result} (come
2126 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
2127 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
2128 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
2129 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
2131 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2132 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
2133 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
2134 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
2135 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
2136 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
2137 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
2138 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
2139 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
2140 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
2141 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
2144 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
2145 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
2146 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
2147 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2148 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2149 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2154 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2156 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2159 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2160 \const{DT\_REG} & File normale.\\
2161 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
2162 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
2163 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
2164 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
2165 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2166 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2169 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2170 della struttura \struct{dirent}.}
2171 \label{tab:file_dtype_macro}
2174 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2175 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
2176 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
2177 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
2178 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
2179 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
2180 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
2181 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
2182 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
2183 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
2184 \const{DT\_UNKNOWN}.}
2186 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2187 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
2188 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2190 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
2191 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
2193 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
2194 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
2197 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2198 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2199 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2200 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
2201 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2202 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2203 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2204 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2205 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2206 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2207 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
2210 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2211 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
2212 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
2213 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
2214 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
2215 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
2216 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
2217 conformità a POSIX.1-2001.}
2218 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
2219 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
2221 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
2222 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
2223 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2224 valore errato per \param{dir}.}
2227 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
2228 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
2229 iniziale; il suo prototipo è:
2231 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2233 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2235 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
2238 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2239 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2240 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2242 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2244 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
2246 Chiude un \textit{directory stream}.
2248 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
2249 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
2252 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2253 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2254 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2255 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2256 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2257 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2258 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
2259 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
2260 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2262 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
2264 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
2265 trovate, e -1 altrimenti.}
2268 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2269 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2270 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
2271 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
2272 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
2274 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2275 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2276 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2277 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2278 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2279 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
2280 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2282 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
2283 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2284 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
2285 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2286 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2287 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2288 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2289 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2290 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2291 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2292 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2293 si deve passare il suo indirizzo.}
2295 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2296 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2297 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2301 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2303 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2305 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2307 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2308 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2309 maggiore del secondo.}
2312 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2313 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2314 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2315 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2316 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2317 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2318 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2319 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2320 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2321 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2322 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2323 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2325 \begin{figure}[!htbp]
2326 \footnotesize \centering
2327 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2328 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2330 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2332 \label{fig:file_my_ls}
2335 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2336 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2337 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2338 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2339 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2342 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2343 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2344 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2345 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2347 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2348 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2349 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2350 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2351 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2353 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2354 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2355 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2356 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2357 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2359 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2360 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2361 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2362 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2364 \begin{figure}[!htbp]
2365 \footnotesize \centering
2366 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2367 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2369 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2370 file \file{DirScan.c}.}
2371 \label{fig:file_dirscan}
2374 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2375 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2376 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2377 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2378 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2381 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare
2382 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2383 sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni \func{dirfd} e
2384 \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir} su
2385 \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
2386 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
2387 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
2388 \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
2389 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
2390 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
2391 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
2394 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2395 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2396 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2397 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2398 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2399 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2400 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2401 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2402 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2403 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2404 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2405 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2406 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2407 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2408 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2409 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2412 \subsection{La directory di lavoro}
2413 \label{sec:file_work_dir}
2416 \index{directory~di~lavoro|(}
2417 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2418 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2419 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2420 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2421 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2422 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2423 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2424 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2425 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2427 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2428 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2429 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2430 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2431 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2432 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2433 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2435 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2436 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2437 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2438 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2439 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2440 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2442 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2443 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2445 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2446 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2447 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2449 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2451 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2452 lunghezza del \textit{pathname}.
2453 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2454 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2456 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2460 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2461 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2462 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2463 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2464 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2465 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2468 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2469 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2470 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2471 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2472 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2473 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2474 volta cessato il suo utilizzo.
2476 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2477 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2478 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2479 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2480 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2481 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2482 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2483 principale per cui questa funzione è deprecata.
2485 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2486 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2487 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2488 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2491 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2492 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2493 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2494 della variabile di ambiente \envvar{PWD}, che essendo costruita dalla shell
2495 può contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link
2496 simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato
2497 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
2498 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
2500 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2501 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2502 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2503 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2504 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2506 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2507 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2509 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2510 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2513 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2514 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2516 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2517 quale si hanno i permessi di accesso.
2519 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2520 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2521 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2522 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2523 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2526 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2527 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2530 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2531 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2532 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2533 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2534 specificata da \param{fd}.
2537 \index{directory~di~lavoro|)}
2540 \subsection{I file temporanei}
2541 \label{sec:file_temp_file}
2543 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2544 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2545 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2546 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2547 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2548 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2549 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2551 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2552 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2553 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2554 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2555 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2556 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2557 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2559 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2560 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2563 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2564 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2565 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2566 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2567 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2568 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2569 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2570 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2571 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2572 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2573 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2574 \headfile{stdio.h}.}
2576 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2577 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2578 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2579 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2580 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2581 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2583 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2584 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2585 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2588 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2589 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2590 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2591 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2592 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2593 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2595 \item La variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2596 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2597 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2598 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2599 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2600 \item la directory \file{/tmp}.
2603 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2604 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2605 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2606 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2607 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2608 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2609 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2612 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2613 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2614 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2615 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2616 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2618 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2619 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2620 caso \var{errno} assumerà i valori:
2622 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2623 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2625 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2626 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2629 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2630 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2631 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2632 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2633 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2634 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2635 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2637 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2638 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2639 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2640 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2641 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2643 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2644 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2646 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2647 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2650 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2654 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2655 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2656 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2657 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2658 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2659 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2660 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2661 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2662 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2665 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2666 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2668 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2669 Genera un file temporaneo.
2671 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2672 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2674 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2675 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2676 contenuto di \param{template} è indefinito.
2680 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2681 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2682 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2683 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2684 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2685 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2686 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2687 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2688 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2689 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2690 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2691 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2692 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2693 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2694 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2695 Genera un file temporaneo.
2697 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2698 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2700 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2701 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2702 nell'apertura del file.
2705 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2706 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2707 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2708 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2709 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2710 Genera una directory temporanea.
2712 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2713 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2716 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2718 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2721 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2722 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2723 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2724 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2725 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2728 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2729 \label{sec:file_infos}
2731 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2732 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2733 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2734 nell'\textit{inode}.
2736 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2737 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2738 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2739 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2740 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2741 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2744 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2745 \label{sec:file_stat}
2747 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2748 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2749 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2750 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2752 \headdecl{sys/types.h}
2753 \headdecl{sys/stat.h}
2756 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2757 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2758 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2759 Legge le informazioni di un file.
2761 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2762 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2763 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2764 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2767 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2768 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2769 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2770 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2771 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2772 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2773 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2775 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2776 \headfile{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2777 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2778 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2779 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2780 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2781 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2783 \begin{figure}[!htb]
2786 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2787 \includestruct{listati/stat.h}
2790 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2792 \label{fig:file_stat_struct}
2795 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2796 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2797 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h}).
2799 \subsection{I tipi di file}
2800 \label{sec:file_types}
2802 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2803 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2804 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2805 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2806 una struttura \struct{stat}.
2808 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2809 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2810 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2811 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2812 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2813 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2817 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2819 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2822 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2823 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2824 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2825 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2826 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2827 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2828 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2831 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2832 \label{tab:file_type_macro}
2835 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2836 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2837 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2838 \headfile{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2839 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2841 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2842 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2843 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2844 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2845 un'opportuna combinazione.
2850 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2852 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2855 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2856 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2857 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2858 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2859 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2860 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2861 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2862 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2864 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2865 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2866 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2868 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2869 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2870 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2871 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2873 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2874 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2875 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2876 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2878 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2879 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2880 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2881 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2884 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2885 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2886 \label{tab:file_mode_flags}
2889 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2890 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2892 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2893 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2894 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2897 \subsection{Le dimensioni dei file}
2898 \label{sec:file_file_size}
2900 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2901 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2902 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2903 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2905 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2906 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2907 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2908 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2909 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2911 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2912 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2913 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2914 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2915 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2916 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2917 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2919 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2920 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2921 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2922 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2923 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2924 risultato di \cmd{ls}.
2926 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2927 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2928 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2929 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2931 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2932 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2933 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2934 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2938 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2940 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2942 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2944 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2945 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2946 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2948 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2949 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2950 file o non è aperto in scrittura.
2952 per \func{truncate} si hanno:
2954 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2955 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2957 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2959 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2960 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2963 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2964 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2965 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2966 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2967 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2970 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2971 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2972 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2973 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2974 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2975 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2976 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2978 \subsection{I tempi dei file}
2979 \label{sec:file_file_times}
2981 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2982 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2983 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2984 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2985 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2986 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2987 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2988 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2989 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2994 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2996 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2997 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3000 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3001 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3002 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3003 \func{write}, \func{utime} & default\\
3004 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3005 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3008 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3009 \label{tab:file_file_times}
3012 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3013 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
3014 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
3015 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
3016 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
3017 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
3018 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
3019 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
3020 l'utilizzo di questo secondo tempo.
3022 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3023 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
3024 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
3025 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
3026 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
3027 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
3028 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3029 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
3030 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
3031 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
3032 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
3033 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
3034 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
3036 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3037 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3038 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3039 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3040 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3041 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3042 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3044 % TODO aggiustare per il contenuto duplicato con le analoghe MS_*
3046 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
3047 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
3048 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
3049 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
3050 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
3051 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
3052 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
3053 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
3054 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
3055 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
3056 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
3057 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
3058 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
3059 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
3064 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3066 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3067 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3068 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3069 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3070 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3071 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3074 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
3075 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3076 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3077 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3078 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3079 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3080 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3081 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3084 \func{chmod}, \func{fchmod}
3085 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3086 \func{chown}, \func{fchown}
3087 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3089 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3090 con \const{O\_CREATE} \\
3092 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3093 con \const{O\_TRUNC} \\
3095 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3097 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3099 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3101 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3103 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3105 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3106 con \const{O\_CREATE} \\
3108 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3109 con \const{O\_TRUNC} \\
3111 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3113 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3115 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3116 se esegue \func{unlink}\\
3118 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3119 se esegue \func{rmdir}\\
3121 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3122 per entrambi gli argomenti\\
3124 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3125 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3126 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3128 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3130 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3132 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3135 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3136 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
3137 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3138 \label{tab:file_times_effects}
3142 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3143 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3144 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3145 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3146 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
3147 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
3148 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
3151 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3152 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3153 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
3154 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
3155 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
3156 tempi di quest'ultimo.
3158 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
3159 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
3160 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
3161 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3162 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
3164 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
3165 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
3166 \begin{prototype}{utime.h}
3167 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3168 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3170 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3171 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3173 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3174 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3176 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3179 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
3180 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
3181 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
3182 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3183 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3184 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3186 \begin{figure}[!htb]
3187 \footnotesize \centering
3188 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3189 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3192 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3194 \label{fig:struct_utimebuf}
3197 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
3198 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
3199 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
3200 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
3201 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
3203 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
3204 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3205 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
3206 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
3207 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
3208 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
3209 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
3210 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
3211 cosa è più complicata da realizzare.
3213 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3214 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3215 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3216 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3217 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3218 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3219 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3220 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3221 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3224 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3225 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3226 precisione; il suo prototipo è:
3229 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3230 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3232 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3233 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3235 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3236 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3238 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3241 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3242 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3243 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3244 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3245 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3246 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3247 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3249 \begin{figure}[!htb]
3250 \footnotesize \centering
3251 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3252 \includestruct{listati/timeval.h}
3255 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3256 con la precisione del microsecondo.}
3257 \label{fig:sys_timeval_struct}
3260 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3261 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3262 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3263 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
3264 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
3267 \headdecl{sys/time.h}
3269 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
3270 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
3272 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3273 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
3276 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3277 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3278 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3280 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3281 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3285 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3286 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3287 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
3288 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
3289 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
3292 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
3293 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
3294 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
3295 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
3296 compito; i rispettivi prototipi sono:
3298 \headdecl{sys/time.h}
3300 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3301 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3303 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3304 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3307 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3308 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3309 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3311 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3312 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3316 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3317 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3318 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3319 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3321 \begin{figure}[!htb]
3322 \footnotesize \centering
3323 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3324 \includestruct{listati/timespec.h}
3327 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3328 con la precisione del nanosecondo.}
3329 \label{fig:sys_timespec_struct}
3332 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3333 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3334 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3335 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3336 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3337 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3338 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3339 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3340 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3341 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3343 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3344 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3345 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3346 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3347 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3348 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3349 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3350 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3351 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3352 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3353 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3354 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3355 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3356 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3357 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3358 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3359 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3360 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3363 \section{Il controllo di accesso ai file}
3364 \label{sec:file_access_control}
3366 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3367 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3368 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3369 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3370 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3371 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3372 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3375 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3376 \label{sec:file_perm_overview}
3378 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3379 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3380 degli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e \ids{GID}). Questi valori
3381 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3382 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3383 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3384 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3385 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3386 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3389 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3390 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3391 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3392 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3393 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3394 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3395 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3396 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3397 base associati ad ogni file sono:
3399 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3401 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3402 dall'inglese \textit{write}).
3403 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3404 dall'inglese \textit{execute}).
3406 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3408 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3409 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3411 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3414 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3415 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3416 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3417 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3421 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3422 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3423 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3424 \label{fig:file_perm_bit}
3427 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3428 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3429 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3430 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3431 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3432 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3434 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3435 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3436 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3437 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3439 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3440 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3441 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3442 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3443 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3444 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3445 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3446 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3447 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3452 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3454 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3457 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3458 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3459 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3461 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3462 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3463 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3465 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3466 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3467 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3470 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3471 \texttt{<sys/stat.h>}}
3472 \label{tab:file_bit_perm}
3475 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3476 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3477 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3480 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3481 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3482 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3483 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3484 diritto di esecuzione).
3486 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3487 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3488 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3489 che si può leggere il contenuto della directory.
3491 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3492 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3493 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3494 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3497 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3498 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3499 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3500 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3501 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3503 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3504 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3505 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3506 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3507 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3508 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3509 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3511 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3512 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3513 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3516 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3517 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3518 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3519 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3520 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3521 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3522 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3524 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3525 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3526 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3527 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
3528 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
3529 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3530 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3531 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3532 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3535 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3536 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3537 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
3538 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
3539 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
3540 cui l'utente appartiene.
3542 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3543 di accesso sono i seguenti:
3545 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
3546 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3547 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3549 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
3550 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3553 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3554 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3555 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3556 impostato, l'accesso è consentito
3557 \item altrimenti l'accesso è negato
3559 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
3560 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
3562 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3564 \item altrimenti l'accesso è negato
3566 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3567 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3570 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3571 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3572 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3573 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3574 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3575 tutti gli altri non vengono controllati.
3578 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3579 \label{sec:file_special_perm}
3584 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3585 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3586 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3587 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3588 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3589 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3590 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3592 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3593 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3594 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3595 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3596 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3598 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3599 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3600 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3601 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
3602 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
3603 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
3606 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3607 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3608 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3609 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3610 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3611 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3612 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3615 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3616 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3617 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3618 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3619 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3621 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3622 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3623 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3624 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3625 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3626 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3627 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3629 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3630 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3631 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3632 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3635 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3636 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3637 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3638 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3639 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3640 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3646 \itindbeg{sticky~bit}
3648 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3649 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3650 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3651 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3652 si poteva impostare questo bit.
3654 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3655 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3656 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3657 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3658 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3659 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3660 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3661 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3663 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3664 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3665 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3666 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3667 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3669 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3670 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3671 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3672 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3673 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3674 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3677 \item l'utente è proprietario del file
3678 \item l'utente è proprietario della directory
3679 \item l'utente è l'amministratore
3681 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3682 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3685 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3687 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3688 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3689 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3690 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3691 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3692 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3694 \itindend{sticky~bit}
3696 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3697 \label{sec:file_perm_management}
3699 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3700 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
3701 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
3702 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
3703 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3704 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3705 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3707 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3708 \begin{prototype}{unistd.h}
3709 {int access(const char *pathname, int mode)}
3711 Verifica i permessi di accesso.
3713 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3714 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3717 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3718 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3719 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3720 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3721 un filesystem montato in sola lettura.
3723 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3724 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3727 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3728 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3729 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3730 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3731 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3732 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3733 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3734 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3735 sul file a cui esso fa riferimento.
3737 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3738 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3739 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3740 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3741 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3742 contrario (o di errore) ritorna -1.
3746 \begin{tabular}{|c|l|}
3748 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3751 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3752 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3753 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3754 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3757 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3759 \label{tab:file_access_mode_val}
3762 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3763 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3764 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3765 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3767 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3768 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3769 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3770 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3771 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3772 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3773 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3774 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3777 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3778 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3779 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3781 \headdecl{sys/types.h}
3782 \headdecl{sys/stat.h}
3784 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3785 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3787 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3788 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3790 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3791 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3793 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3794 proprietario del file o non è zero.
3795 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3797 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3798 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3799 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3802 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3803 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3804 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3810 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3812 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3815 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3816 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3817 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3819 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3820 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3821 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3822 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3824 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3825 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3826 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3827 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3829 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3830 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3831 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3832 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3835 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3836 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3837 \label{tab:file_permission_const}
3840 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3841 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3842 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3843 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3844 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3845 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3846 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3847 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3849 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3850 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3851 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3852 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3853 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3855 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3856 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3857 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
3858 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3859 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3861 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3862 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3863 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3864 in particolare accade che:
3866 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3867 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
3868 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3869 stato indicato in \param{mode}.
3870 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3871 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3872 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3873 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3874 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3875 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3876 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3877 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
3880 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3881 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3882 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3883 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3884 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3885 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3886 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3887 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3888 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3889 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3890 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3892 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3893 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3894 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3895 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3896 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3897 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3898 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3899 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3903 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3904 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3905 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3906 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3907 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3908 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3909 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3910 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3911 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3912 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3913 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3914 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3915 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3918 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3919 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3920 \begin{prototype}{stat.h}
3921 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3923 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3924 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3926 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3927 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3930 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3931 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3932 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3933 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3934 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3935 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3940 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3941 \label{sec:file_ownership_management}
3943 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3944 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3945 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3946 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3947 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3948 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3950 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
3951 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
3952 prevede due diverse possibilità:
3954 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
3955 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
3958 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3959 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3960 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3961 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3962 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3964 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
3965 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3966 partenza, in tutte le sotto-directory.
3968 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3969 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3970 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3971 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3972 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3973 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
3976 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3977 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3978 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3979 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3980 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3981 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3982 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3983 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3984 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3985 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3986 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3988 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3989 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3990 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3992 \headdecl{sys/types.h}
3993 \headdecl{sys/stat.h}
3995 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3996 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3997 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3999 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4000 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
4002 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
4003 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
4005 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4006 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
4008 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
4009 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
4010 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
4011 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
4014 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4015 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4016 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4017 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4018 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4019 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4020 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4021 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4023 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
4024 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
4025 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
4026 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
4027 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
4028 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
4029 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
4030 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
4031 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4033 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4034 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4035 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4036 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4037 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4038 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4039 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4042 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4043 \label{sec:file_riepilogo}
4045 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4046 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4047 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4048 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4049 fornire un quadro d'insieme.
4054 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4056 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4057 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4058 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4059 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4060 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4062 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4065 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
4066 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
4067 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4068 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4069 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4070 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
4071 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
4072 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
4073 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
4074 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
4075 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
4076 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4077 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4078 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4081 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4082 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4083 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4084 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4085 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4087 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4090 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4091 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
4093 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
4095 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
4096 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
4097 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
4098 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
4100 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
4102 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
4104 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4105 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4106 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4109 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4111 \label{tab:file_fileperm_bits}
4114 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4115 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4116 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4117 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4118 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4119 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4120 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4121 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4122 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4123 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4124 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4125 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4127 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
4128 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
4129 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
4130 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4132 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4133 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4134 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4135 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4136 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4137 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4140 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4141 \label{sec:file_dir_advances}
4143 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4144 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4145 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4146 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4149 \subsection{Gli attributi estesi}
4150 \label{sec:file_xattr}
4152 \itindbeg{Extended~Attributes}
4154 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4155 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4156 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4157 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4158 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4159 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4160 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4161 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
4162 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4165 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4166 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4167 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
4168 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
4169 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
4170 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
4171 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
4172 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4174 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4175 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4176 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4177 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4178 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4179 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4180 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4181 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4182 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4183 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4184 l'atomicità di tutte le operazioni.
4186 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4187 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4188 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4189 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4191 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4192 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4193 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4194 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4195 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4196 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4197 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4198 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
4199 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4200 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4201 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4202 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4203 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4204 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4205 gruppo proprietari del file.
4207 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4208 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4209 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4210 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4211 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4212 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4213 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4214 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4215 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4216 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4217 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4222 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4224 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4227 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4228 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4229 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4230 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4231 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4232 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4233 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4234 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4235 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4236 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4237 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4238 \textit{capabilities} (vedi
4239 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4240 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4241 utilizzati per poter realizzare in user space
4242 meccanismi che consentano di mantenere delle
4243 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4244 ai processi ordinari.\\
4245 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4246 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4247 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4248 file) accessibili dagli utenti.\\
4251 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4252 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4253 \label{tab:extended_attribute_class}
4257 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4258 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4259 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4260 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4261 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4262 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4263 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4264 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4265 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4266 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4267 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4268 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4269 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4270 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4271 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4272 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4273 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4274 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4275 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4276 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4278 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4279 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4280 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4281 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4282 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4283 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4284 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4285 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
4286 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
4289 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4290 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4291 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4292 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4293 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4294 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4296 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4297 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4298 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4299 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4300 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4301 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4302 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4303 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4304 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4305 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4306 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4307 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4308 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4309 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4310 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4313 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4314 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4315 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4316 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4317 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4318 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4319 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4320 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4321 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4322 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4323 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4324 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4325 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4326 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4327 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4328 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4329 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4330 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4331 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4332 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4333 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4334 \const{CAP\_FOWNER}.
4337 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4338 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4339 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4340 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4341 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4342 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4343 l'opzione \texttt{-lattr}.
4345 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4346 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4347 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4348 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4350 \headdecl{sys/types.h}
4351 \headdecl{attr/xattr.h}
4353 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4354 *value, size\_t size)}
4356 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4357 *value, size\_t size)}
4359 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4362 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4364 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4365 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4366 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4368 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4369 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4370 non è sufficiente per contenere il risultato.
4371 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4372 filesystem o sono disabilitati.
4374 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4375 permessi di accesso all'attributo. }
4378 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4379 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4380 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4381 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4382 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4383 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4386 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4387 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4388 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4389 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4390 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4391 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4392 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4393 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4394 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4396 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4397 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4398 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4399 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4400 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4401 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4402 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4403 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4404 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4406 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4407 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4408 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4409 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4411 \headdecl{sys/types.h}
4412 \headdecl{attr/xattr.h}
4414 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4415 *value, size\_t size, int flags)}
4417 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4418 *value, size\_t size, int flags)}
4420 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4421 size\_t size, int flags)}
4423 Impostano il valore di un attributo esteso.
4425 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4426 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4428 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4429 l'attributo richiesto non esiste.
4430 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4431 l'attributo esiste già.
4432 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4433 filesystem o sono disabilitati.
4435 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4436 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4441 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4442 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4443 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4444 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4445 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4446 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4448 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4449 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4450 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4451 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4452 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4453 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4454 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4455 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4456 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4457 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4459 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4460 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4461 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4462 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4464 \headdecl{sys/types.h}
4465 \headdecl{attr/xattr.h}
4467 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4469 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4471 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4473 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4475 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4476 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4477 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4479 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4480 non è sufficiente per contenere il risultato.
4481 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4482 filesystem o sono disabilitati.
4484 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4485 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4490 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4491 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4492 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4493 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4494 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4496 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4497 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4498 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4499 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4500 dimensione totale della lista in byte.
4502 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4503 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4504 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4505 usando per \param{size} un valore nullo.
4507 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4508 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4509 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4511 \headdecl{sys/types.h}
4512 \headdecl{attr/xattr.h}
4514 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4516 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4518 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4521 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4523 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4524 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4526 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4527 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4528 filesystem o sono disabilitati.
4530 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4534 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4535 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4536 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4537 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4538 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4540 \itindend{Extended~Attributes}
4543 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4544 \label{sec:file_ACL}
4546 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4547 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4549 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4551 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4552 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4553 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4554 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4555 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4556 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4557 si può soddisfare in maniera semplice.}
4559 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4560 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4561 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4562 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4563 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4564 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4565 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4567 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4568 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4569 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4570 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4571 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4572 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4575 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4576 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4577 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4578 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4579 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4580 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4581 standard POSIX 1003.1e.
4583 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4584 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4585 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4586 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4587 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4588 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4589 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4590 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4591 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4592 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4593 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4594 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4595 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4597 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4598 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4599 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4600 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4601 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4602 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4603 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4604 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4605 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4606 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4607 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4612 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4614 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4617 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4618 proprietario del file.\\
4619 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4620 l'utente indicato dal rispettivo
4622 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4623 gruppo proprietario del file.\\
4624 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4625 il gruppo indicato dal rispettivo
4627 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4628 permessi di accesso che possono essere garantiti
4629 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4630 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4631 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4632 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4635 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4636 \label{tab:acl_tag_types}
4639 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4640 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4641 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4642 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4643 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4644 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4647 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4648 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4649 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4650 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4651 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4652 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4653 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4656 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4657 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4658 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4659 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4660 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4661 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4662 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4663 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4664 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4666 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4667 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4668 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4669 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4670 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4671 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4672 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4673 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4674 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4675 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4676 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4677 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4678 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4679 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4680 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4681 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4682 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4683 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4685 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4686 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4687 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4688 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4689 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4690 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4691 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4692 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4693 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4694 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4695 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4696 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4697 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4698 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4700 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4701 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4702 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4703 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4704 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4705 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4706 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4708 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4709 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4710 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4711 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4712 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4713 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4716 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4718 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4720 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4721 l'accesso è consentito;
4722 \item altrimenti l'accesso è negato.
4724 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4725 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4727 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4728 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4730 \item altrimenti l'accesso è negato.
4732 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4733 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4735 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4736 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4737 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4738 l'accesso è consentito;
4739 \item altrimenti l'accesso è negato.
4741 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4742 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4743 \const{ACL\_GROUP} allora:
4745 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4746 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4748 \item altrimenti l'accesso è negato.
4750 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4751 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4754 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4755 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4756 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4757 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4758 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4759 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4761 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4762 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4763 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4764 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4765 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4766 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4767 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4770 \headdecl{sys/types.h}
4771 \headdecl{sys/acl.h}
4773 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4775 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4777 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4778 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4779 assumerà uno dei valori:
4781 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4782 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4787 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4788 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4789 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4790 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4791 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4792 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4793 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4794 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4795 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4796 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4797 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4799 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4800 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4801 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4803 \headdecl{sys/types.h}
4804 \headdecl{sys/acl.h}
4806 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4808 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4810 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4811 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4812 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4816 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4817 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4818 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4819 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4820 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4821 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4822 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4823 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4824 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4825 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4828 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4829 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4830 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4832 \headdecl{sys/types.h}
4833 \headdecl{sys/acl.h}
4835 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4837 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4839 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4840 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4841 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4843 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4845 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4851 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4852 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4853 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4854 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4855 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4856 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4857 memoria occupata dalla copia.
4859 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4860 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4861 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4862 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4864 \headdecl{sys/types.h}
4865 \headdecl{sys/acl.h}
4867 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4869 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4871 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4872 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4873 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4878 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4879 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4880 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4881 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4882 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4883 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4885 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4886 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4887 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4890 \headdecl{sys/types.h}
4891 \headdecl{sys/acl.h}
4893 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4894 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4896 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4898 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4899 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4900 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4902 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4903 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4906 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4907 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4908 un file per \func{acl\_get\_file}.
4913 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4914 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4915 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4916 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4917 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4918 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4919 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4920 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4925 \begin{tabular}{|l|l|}
4927 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4930 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4931 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4934 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4935 \label{tab:acl_type}
4938 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4939 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4940 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4941 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4942 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4943 verrà restituita una ACL vuota.
4945 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4946 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4948 \headdecl{sys/types.h}
4949 \headdecl{sys/acl.h}
4951 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4953 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4955 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4956 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4957 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4959 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4960 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4961 \param{buf\_p} non è valida.
4967 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4968 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4969 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4970 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4971 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4972 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4974 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4975 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4976 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4977 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4978 per riga, nella forma:
4980 tipo:qualificatore:permessi
4982 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4983 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4984 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4985 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4986 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4987 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4988 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4991 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4992 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4993 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4994 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4995 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4996 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4997 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4998 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4999 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5000 carattere ``\texttt{\#}''.
5002 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5003 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5004 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5005 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5006 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5008 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5009 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5010 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5012 \headdecl{sys/types.h}
5013 \headdecl{sys/acl.h}
5015 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5017 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5019 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5020 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
5021 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5024 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5025 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5031 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5032 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5033 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5034 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5035 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5036 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5037 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5039 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5040 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5041 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5043 \headdecl{sys/types.h}
5044 \headdecl{sys/acl.h}
5046 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5047 separator, int options)}
5049 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5051 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5052 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
5053 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5055 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5056 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5062 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5063 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5064 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5065 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5067 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5068 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5069 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5070 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5071 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5072 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5073 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5078 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5080 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5083 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5084 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5085 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5086 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5087 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5088 viene generato un commento con i permessi
5089 effettivamente risultanti; il commento è
5090 separato con un tabulatore.\\
5091 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5092 effettivi per ciascuna voce che contiene
5093 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5094 anche quando questi non vengono modificati
5095 da essa; il commento è separato con un
5097 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5098 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5099 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5100 automaticamente il numero di spaziatori
5101 prima degli eventuali commenti in modo da
5102 mantenerli allineati.\\
5105 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5106 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5107 \label{tab:acl_to_text_options}
5110 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5111 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5112 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5113 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5114 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5115 bozza dello standard POSIX.1e.
5117 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5118 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5119 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5120 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5121 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5122 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5123 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5125 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5126 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5127 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5128 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5130 \headdecl{sys/types.h}
5131 \headdecl{sys/acl.h}
5133 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5135 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
5137 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5138 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5139 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5141 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5147 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5148 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5149 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5150 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5151 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5152 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5154 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5155 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5157 \headdecl{sys/types.h}
5158 \headdecl{sys/acl.h}
5160 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5162 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
5164 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5165 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5166 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5168 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5169 \param{size} è negativo o nullo.
5170 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5171 dimensione della rappresentazione della ACL.
5177 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5178 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5179 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5180 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5181 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5182 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5184 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5185 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5186 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5188 \headdecl{sys/types.h}
5189 \headdecl{sys/acl.h}
5191 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5193 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5195 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5196 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5197 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5199 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5200 una rappresentazione corretta di una ACL.
5201 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5202 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5208 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5209 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5210 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5211 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5212 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5215 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5216 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5217 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5218 directory, ed il cui prototipo è:
5220 \headdecl{sys/types.h}
5221 \headdecl{sys/acl.h}
5223 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5226 Imposta una ACL su un file o una directory.
5228 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5229 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5231 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5232 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5233 assegnato a \param{path}.
5234 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5235 ha in valore non corretto.
5236 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5237 dati aggiuntivi della ACL.
5238 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5239 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5241 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5242 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5246 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5247 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
5248 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
5249 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
5250 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
5251 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
5252 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
5253 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
5254 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
5255 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
5256 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
5257 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
5258 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
5259 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
5261 \headdecl{sys/types.h}
5262 \headdecl{sys/acl.h}
5264 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5266 Imposta una ACL su un file descriptor.
5268 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5269 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5271 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5272 ha in valore non corretto.
5273 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5274 dati aggiuntivi della ACL.
5275 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5276 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5278 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5282 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5283 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5284 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5285 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5286 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5287 descriptor, la ACL da impostare.
5289 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5290 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5291 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5292 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5293 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5294 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5295 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5296 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5299 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5300 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5301 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5302 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5303 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5304 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5305 singole voci successive alla prima.
5307 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5308 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5309 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5310 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5311 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5312 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5313 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5314 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5315 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5316 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5318 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5321 \subsection{La gestione delle quote disco}
5322 \label{sec:disk_quota}
5324 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5325 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5326 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5327 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5328 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5329 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5330 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5331 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5332 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5333 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5334 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5335 sugli utenti o solo sui gruppi.
5337 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5338 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5339 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5340 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5341 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5342 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5343 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5344 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5345 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5347 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5348 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5349 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5350 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5351 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5352 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5353 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5354 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5355 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5356 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5357 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5358 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5359 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5360 verificare e aggiornare i dati.
5362 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5363 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5364 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5365 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5366 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5367 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5368 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5369 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5370 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5372 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5373 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5375 \headdecl{sys/types.h}
5376 \headdecl{sys/quota.h}
5378 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5380 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5382 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5383 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5385 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5386 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5388 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5389 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5390 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5391 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5392 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5393 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5394 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5396 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5398 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5399 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5400 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5401 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5402 filesystem senza quote attivate.
5407 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5408 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5409 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5410 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5411 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5412 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5413 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5416 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5417 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5418 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5420 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5421 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5423 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5424 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5425 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5432 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5434 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5437 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5438 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5439 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5440 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5441 la versione del formato con uno dei valori di
5442 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5443 richiede i privilegi di amministratore.\\
5444 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5445 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5446 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5447 richiede i privilegi di amministratore.\\
5448 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5449 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5450 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5451 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5452 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5453 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5454 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5456 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5457 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5458 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5459 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5460 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5461 di amministratore.\\
5462 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5463 time}) delle quote del filesystem indicato
5464 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5465 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5466 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5467 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5468 struttura \struct{dqinfo} puntata
5469 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5470 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5471 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5472 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5473 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5474 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5475 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5476 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5477 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5478 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5479 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5480 filesystem con quote attive, \param{id}
5481 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5482 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5483 relative al sistema delle quote per il filesystem
5484 indicato da \param{dev}, richiede che si
5485 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5486 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5487 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5488 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5489 più recenti, che espongono la stessa informazione
5490 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5494 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5496 \label{tab:quotactl_commands}
5500 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5501 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5502 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5503 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5504 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5505 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5506 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5507 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5508 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5513 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5515 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5518 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5519 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5520 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5521 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5522 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5523 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5524 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5527 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5528 \label{tab:quotactl_id_format}
5531 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5532 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5533 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5534 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5535 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5536 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5537 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5540 \begin{figure}[!htb]
5541 \footnotesize \centering
5542 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5543 \includestruct{listati/dqblk.h}
5546 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5547 \label{fig:dqblk_struct}
5550 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5551 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5552 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5553 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5554 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5555 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5556 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5557 \textit{soft limit}.
5562 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5564 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5567 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5568 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5569 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5570 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5571 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5572 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5573 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5574 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5575 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5576 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5577 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5578 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5579 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5580 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5581 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5582 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5583 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5584 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5585 \const{QIF\_INODES}.\\
5586 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5587 \const{QIF\_ITIME}.\\
5588 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5591 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5592 \label{tab:quotactl_qif_const}
5596 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5597 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5598 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5599 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5600 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5601 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5602 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5603 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5604 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5606 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5607 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5608 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5609 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5610 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5611 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5612 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5613 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5614 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5615 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5616 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5617 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5619 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5620 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5621 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5622 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5623 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5624 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5625 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5626 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5627 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5629 \begin{figure}[!htb]
5630 \footnotesize \centering
5631 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5632 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5635 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5636 \label{fig:dqinfo_struct}
5639 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5640 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5641 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5642 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5643 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5648 \begin{tabular}{|l|l|}
5650 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5653 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5654 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5655 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5656 (\val{dqi\_igrace}).\\
5657 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5658 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5661 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5662 \label{tab:quotactl_iif_const}
5665 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5666 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5667 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5668 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5669 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5671 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5672 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5673 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5674 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5675 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5676 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5677 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5678 \textit{Repository}.}
5680 \begin{figure}[!htbp]
5681 \footnotesize \centering
5682 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5683 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5685 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5686 \label{fig:get_quota}
5689 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5690 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5691 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5692 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5693 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5694 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5696 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5697 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5698 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5699 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5700 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5701 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5702 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5703 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5704 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5705 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5707 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5708 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5709 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5710 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5711 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5712 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5713 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5715 \begin{figure}[!htbp]
5716 \footnotesize \centering
5717 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5718 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5720 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5721 \label{fig:set_block_quota}
5724 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5725 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5726 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5727 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5728 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5729 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5730 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5731 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5733 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5734 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5735 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5736 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5737 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5738 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5741 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5742 \label{sec:proc_capabilities}
5744 \itindbeg{capabilities}
5746 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5747 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5748 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5749 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5750 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5751 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5752 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5753 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5754 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5755 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5756 la marcatura di immutabilità.}
5758 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5759 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5760 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5761 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5762 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5763 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5764 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5766 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5767 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5768 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5769 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5770 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5771 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5772 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5773 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5775 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5776 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5777 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5778 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5779 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5780 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5781 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5782 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5783 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5784 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5785 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5788 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5789 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5790 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5791 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5792 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5793 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5794 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5795 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5796 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5797 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5798 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5799 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5800 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5802 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5803 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5804 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5805 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5806 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5807 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5808 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5809 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5810 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5811 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5812 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5813 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5814 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5815 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5817 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5818 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5819 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5820 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5821 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5822 \textit{file capabilities} è il seguente:
5823 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5824 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5825 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5826 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5827 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5828 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5829 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5830 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5832 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5833 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5834 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5835 chiamata ad \func{exec}.
5836 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5837 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5838 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5839 compiute dal processo.
5840 \label{sec:capabilities_set}
5843 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5844 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5845 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5846 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5847 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5848 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5849 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5850 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5851 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5852 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5853 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5854 loro significato è diverso:
5855 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5856 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5857 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5858 capacità \textsl{permesse} del processo.
5859 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5860 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5861 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5862 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5864 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5865 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5866 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5867 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5868 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5871 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5873 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5874 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5875 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5876 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5877 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5878 casistica assai complessa.
5880 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5881 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5882 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5883 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5884 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5885 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5886 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5887 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5888 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5889 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5890 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5891 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5893 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5894 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5895 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5896 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5897 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5898 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5899 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5900 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5901 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5902 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5905 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5906 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5907 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5908 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5909 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5910 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5912 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5913 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5914 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5915 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5916 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5917 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5918 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5919 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5920 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5922 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5923 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5924 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5925 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5926 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5927 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5928 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5930 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5931 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5932 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5933 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5934 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5935 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5936 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5937 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5938 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5939 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5940 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5942 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5943 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5944 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5945 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5946 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5947 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5948 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5949 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5950 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5951 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5952 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5953 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5954 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5955 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5958 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5959 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5960 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5961 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5962 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5963 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5964 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5965 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5966 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5967 attraverso una \func{exec}.
5969 \begin{figure}[!htbp]
5970 \footnotesize \centering
5971 \begin{minipage}[c]{12cm}
5972 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5974 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5976 \label{fig:cap_across_exec}
5979 \itindend{capabilities~bounding~set}
5981 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5982 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5983 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5984 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5985 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5986 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5987 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5988 privilegi originali dal processo.
5990 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5991 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
5992 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5993 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5994 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5995 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5996 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5997 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5999 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
6000 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6001 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6002 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6003 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6004 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6005 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6008 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6009 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6010 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6011 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6012 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6013 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6014 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6015 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6016 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6017 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6018 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6019 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6020 \textit{permitted set}.
6021 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6022 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6023 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6024 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6025 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6026 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6027 set} che l'\textit{effective set}.
6029 \label{sec:capability-uid-transition}
6031 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6032 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6033 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6034 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6035 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6036 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6037 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6038 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6040 \itindbeg{securebits}
6042 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6043 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6044 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6045 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6046 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6047 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6048 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6049 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6054 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6056 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6059 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6060 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6061 \ids{UID} passano ad un valore non
6062 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6063 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6064 elenco), sostituisce il precedente uso
6065 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6067 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6068 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6069 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6070 dei gruppi \textit{effective} e
6071 \textit{file system} (regole di compatibilità
6072 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6073 precedente elenco).\\
6074 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6075 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6076 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6077 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6078 all'amministratore (regola di compatibilità
6079 per l'esecuzione di programmi senza
6080 \textit{capabilities}).\\
6083 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6084 \textit{securebits}.}
6085 \label{tab:securebits_values}
6088 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6089 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6090 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6091 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6092 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6093 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6094 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6095 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6096 \const{SECURE\_NOROOT}.
6098 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6099 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6100 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6101 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6102 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6103 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6104 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6105 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6106 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6108 \itindend{securebits}
6110 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6111 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6112 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6113 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6114 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6115 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6116 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6117 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6118 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6120 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6121 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6123 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6124 % http://lwn.net/Articles/280279/
6125 % http://lwn.net/Articles/256519/
6126 % http://lwn.net/Articles/211883/
6129 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6130 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6131 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6132 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6133 capabilities}) e dalle definizioni in
6134 \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato al kernel 2.6.26.} la
6135 tabella è divisa in due parti, la prima riporta le \textit{capabilities}
6136 previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la seconda quelle
6137 specifiche di Linux. Come si può notare dalla tabella alcune
6138 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
6139 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
6140 opportuno dettagliare maggiormente.
6142 \begin{table}[!h!btp]
6145 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6147 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6151 % POSIX-draft defined capabilities.
6153 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6154 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6155 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6156 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6157 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6158 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6159 proprietario di un file (vedi
6160 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6161 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6162 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6163 file,\footnotemark (vedi
6164 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6165 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6166 permessi di lettura ed esecuzione per
6168 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6169 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6170 proprietà di un file per tutte
6171 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6172 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6173 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6174 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6175 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6176 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6177 per i quali sono impostati viene modificato da
6178 un processo senza questa capacità e la capacità
6179 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6180 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6182 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6183 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6184 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6185 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6186 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6188 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6189 processi, sia il principale che i supplementari,
6190 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6191 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6192 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6193 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6194 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6195 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6196 delle credenziali coi socket \textit{unix
6197 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6199 % Linux specific capabilities
6202 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6203 locking} \itindex{memory~locking} con le
6204 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6205 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6206 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6207 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6208 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6209 per le operazioni sugli oggetti di
6210 intercomunicazione fra processi (vedi
6211 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6212 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6213 \itindex{file~lease} (vedi
6214 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6215 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6217 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6218 attributi \textit{immutable} e
6219 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
6221 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6222 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6223 con \func{mknod} (vedi
6224 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6225 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6226 privilegiate sulla rete.\\
6227 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6228 su porte riservate (vedi
6229 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6230 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6231 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6232 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6233 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6234 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6235 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6236 \textit{capabilities}.\\
6237 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6239 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6240 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6241 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6242 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6243 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6244 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6245 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6246 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6247 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6249 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6250 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6251 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6252 \textit{accounting} dei processi (vedi
6253 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6254 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6256 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6257 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6258 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6259 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6260 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6262 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6263 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6264 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6265 della console, con la funzione
6267 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6268 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6269 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6270 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6271 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6272 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6273 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6274 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6277 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6279 \label{tab:proc_capabilities}
6282 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6283 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6284 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6287 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6288 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6289 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6290 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6291 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6292 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6293 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6294 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6295 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6296 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6299 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6300 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6301 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6302 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6303 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6304 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6305 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6306 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6307 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6308 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6310 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6311 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6312 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6313 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6314 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6315 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6316 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6317 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6318 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6319 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6320 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6321 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6322 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6323 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6325 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6326 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6327 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6328 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6329 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6330 tabella di instradamento.
6332 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6333 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6334 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6335 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6336 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6337 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6338 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6339 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario
6340 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6341 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6342 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6343 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6344 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6345 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6346 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6347 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6348 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6349 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6351 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6352 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6353 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6354 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6355 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6356 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6357 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6358 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6359 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6360 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6362 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6363 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6364 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6365 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6366 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6367 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6368 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6369 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6371 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6372 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6373 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6374 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6375 loro rispettivi prototipi sono:
6377 \headdecl{sys/capability.h}
6379 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6380 Legge le \textit{capabilities}.
6382 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6384 Imposta le \textit{capabilities}.
6387 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6388 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6390 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6391 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6392 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6393 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6394 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6395 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6396 \const{CAP\_SETPCAP}.
6398 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6402 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6403 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6404 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6405 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6406 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6407 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6408 \headfile{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
6409 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
6412 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6413 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6414 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6415 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6416 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6417 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6418 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6419 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6420 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6422 \begin{figure}[!htb]
6425 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6426 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6429 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6430 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6431 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6432 \label{fig:cap_kernel_struct}
6435 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6436 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6437 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6438 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6439 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6440 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6441 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6442 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6443 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6444 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6445 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6446 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6447 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6448 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6449 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6450 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6451 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6452 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6453 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6454 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6455 puntatore ad una singola struttura.}
6457 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6458 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6459 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6460 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6461 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6462 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6463 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6464 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6465 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6467 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6468 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6469 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6470 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6471 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6472 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6473 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6474 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6475 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6476 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6477 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6480 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6481 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6482 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6484 \headdecl{sys/capability.h}
6486 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6487 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6489 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6490 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6491 valore \errval{ENOMEM}.
6495 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6496 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6497 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6498 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6499 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6500 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6501 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6504 \headdecl{sys/capability.h}
6506 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6507 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6509 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6510 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6514 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6515 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6516 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6517 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6518 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6519 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6520 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6521 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6522 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6524 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6525 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6527 \headdecl{sys/capability.h}
6529 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6530 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6532 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6533 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6534 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6538 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6539 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6540 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6541 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6542 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6543 potranno essere modificati in maniera completamente
6544 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6545 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6547 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6548 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6549 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6551 \headdecl{sys/capability.h}
6553 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6554 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6555 \textit{capabilities}.
6557 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6558 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6562 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6563 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6564 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6565 creazione con \func{cap\_init}.
6570 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6572 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6575 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6576 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6577 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6580 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6581 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6582 \label{tab:cap_set_identifier}
6585 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6586 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6587 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6590 \headdecl{sys/capability.h}
6592 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6594 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6595 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6597 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6598 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6601 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6602 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6603 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6604 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6605 definizione che si trova in \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori
6606 illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6608 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6609 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6612 \headdecl{sys/capability.h}
6613 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6615 Confronta due \textit{capability state}.
6617 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6618 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6621 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6622 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6623 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6624 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6625 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6626 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6628 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6629 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6632 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6633 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6634 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6635 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6636 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6638 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6639 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6640 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6641 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6642 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6644 \headdecl{sys/capability.h}
6646 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6647 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6648 Legge il valore di una \textit{capability}.
6650 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6651 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6652 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6654 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6655 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6659 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6660 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6661 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6662 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6664 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6665 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6666 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6667 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6668 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6669 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6670 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6671 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6672 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6674 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6675 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6676 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6677 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6682 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6684 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6687 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6688 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6691 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6692 indica lo stato di una capacità.}
6693 \label{tab:cap_value_type}
6696 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6697 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6698 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6699 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6700 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6701 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6702 lo stato di una capacità alla volta.
6704 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6705 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6706 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6707 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6708 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6709 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6710 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6711 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6713 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6714 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6715 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6716 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6717 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6718 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6720 \headdecl{sys/capability.h}
6722 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6724 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6726 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6727 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6728 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6733 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6734 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6735 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6736 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6737 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6738 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6740 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6741 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6742 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6743 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6744 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6745 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6747 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6748 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6749 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6750 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6751 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6752 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6753 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6754 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6755 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6757 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6758 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6759 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6760 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6761 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6762 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6763 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6764 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6766 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6767 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6768 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6769 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6770 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6771 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6772 doverlo scrivere esplicitamente.
6774 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6775 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6776 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6777 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6778 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6779 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6780 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6781 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6782 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6783 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6784 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6785 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6788 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6789 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6792 \headdecl{sys/capability.h}
6794 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6796 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6798 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6799 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6800 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6803 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6804 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6805 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6806 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6807 con \func{cap\_free}.
6809 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6810 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6811 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6812 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6813 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6815 \headdecl{sys/capability.h}
6817 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6818 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6819 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6820 testuale e viceversa.
6822 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6823 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6824 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6825 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6829 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6830 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6831 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6832 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6833 stringa \param{name}.
6835 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6836 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6837 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6838 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6839 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6840 processo corrente, il suo prototipo è:
6842 \headdecl{sys/capability.h}
6844 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6845 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6847 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6848 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6849 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6852 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6853 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6854 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6855 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6856 non sarà più utilizzato.
6858 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6859 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6860 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6861 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6862 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6863 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
6865 \headdecl{sys/capability.h}
6867 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6868 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6870 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6871 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6872 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6875 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6877 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6878 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6879 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6880 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6881 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6882 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6883 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6884 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6888 CapInh: 0000000000000000
6889 CapPrm: 00000000fffffeff
6890 CapEff: 00000000fffffeff
6894 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6895 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6896 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6899 \headdecl{sys/capability.h}
6901 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6902 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6904 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6905 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6906 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6910 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6911 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6912 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6913 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6914 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6915 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6916 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6917 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6918 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6919 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6921 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6922 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6923 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6924 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6925 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6926 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6927 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6929 \begin{figure}[!htbp]
6930 \footnotesize \centering
6931 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6932 \includecodesample{listati/getcap.c}
6935 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6936 \label{fig:proc_getcap}
6939 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6940 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6941 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6942 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6943 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6944 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6945 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6946 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6947 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6950 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6951 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6952 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6953 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6956 \itindend{capabilities}
6958 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6959 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6963 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6964 \label{sec:file_chroot}
6966 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6967 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6969 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6970 % e le funzionalità di isolamento dei container
6972 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6973 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6974 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6977 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
6979 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6980 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro, ha anche una directory
6981 \textsl{radice}\footnote{entrambe sono contenute in due campi (rispettivamente
6982 \var{pwd} e \var{root}) di \struct{fs\_struct}; vedi
6983 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo di norma corrispondente
6984 alla radice dell'albero di file e directory come visto dal kernel (ed
6985 illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo il significato
6986 specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6987 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6988 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6989 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6990 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6991 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6992 cambiando questa directory, così come si fa coi
6993 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la \index{directory~di~lavoro} directory
6996 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6997 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6998 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6999 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
7000 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
7002 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
7003 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7004 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7005 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7006 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7009 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7010 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7012 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7014 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7015 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7016 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7018 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7019 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7020 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7021 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7022 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7023 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7024 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7025 \textsl{imprigionato}.
7027 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7028 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7029 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7030 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7033 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7034 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7035 resta con \index{directory~di~lavoro} la directory di lavoro fuori dalla
7036 \textit{chroot jail}, potrà comunque accedere a tutto il resto del filesystem
7037 usando \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
7038 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
7039 potranno (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva
7042 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7043 portare la sua \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro fuori dalla
7044 \textit{chroot jail} in cui si trova. Basta infatti creare una nuova
7045 \textit{chroot jail} con l'uso di \func{chroot} su una qualunque directory
7046 contenuta nell'attuale directory di lavoro. Per questo motivo l'uso di questa
7047 funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei privilegi di root
7048 per le sue normali operazioni.
7050 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7051 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7052 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7053 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7054 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7055 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7060 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7061 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7063 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7064 % parte diversa se è il caso.
7066 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7067 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7068 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7069 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7070 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7071 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7072 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7073 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7074 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7075 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7076 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7077 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7078 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7079 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7080 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7081 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7082 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
7083 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7084 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7085 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7086 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7087 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7088 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7089 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7090 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7091 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7092 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7093 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7094 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7095 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7096 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7097 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7098 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7099 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7100 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7101 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7102 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7103 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7104 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7105 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7106 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7107 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7108 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7109 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7110 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7111 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7112 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7113 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7114 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7115 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7116 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7117 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7118 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7119 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7120 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7121 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7122 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7123 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7124 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7125 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7126 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7127 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
7128 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
7129 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7130 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7131 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7132 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7134 %%% Local Variables:
7136 %%% TeX-master: "gapil"