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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 sez.~\ref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul \itindex{pathname}\textit{pathname} \param{newpath} un
97 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
98 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
99 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
100 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
101 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
102 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
103 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i
107 \itindex{pathname}\textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il
108 filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è
109 disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di Windows).
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
151 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket, fifo o file di dispositivo\index{file!di~dispositivo} rimuove
159 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
160 possono continuare ad utilizzarlo.
162 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
163 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
164 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
165 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
166 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
167 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
168 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
169 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
171 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
172 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
173 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
174 sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
175 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
178 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
179 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
180 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
181 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
182 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
183 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
184 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
185 \index{inode} inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione
186 dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla
187 anche questa tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun
188 riferimento all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che
189 abbiano il suddetto file aperto).
191 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
192 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
193 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
194 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
195 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
196 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
197 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
198 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
201 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
202 \label{sec:file_remove}
204 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
205 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
206 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
207 funzione \funcd{remove}.
209 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
210 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
211 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
212 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
213 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
214 Cancella un nome dal filesystem.
216 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
217 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
219 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
220 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
221 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
224 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
225 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
226 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
227 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
228 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
229 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
232 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
233 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
234 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
235 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
237 \begin{prototype}{stdio.h}
238 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
242 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
243 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
244 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
246 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
247 \param{oldpath} non è una directory.
248 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
250 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
252 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
253 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
254 sistema (come mount point).
255 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
256 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
257 sotto-directory di se stessa.
258 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei
259 \itindex{pathname}\textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath}
260 è una directory e \param{newpath} esiste e non è una directory.
262 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
263 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
267 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
268 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
269 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
271 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
272 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
273 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
274 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
275 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
277 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
278 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
279 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
280 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
283 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
284 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
285 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
286 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
287 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
288 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
289 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
291 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
292 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
293 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
294 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
295 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
298 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
299 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
300 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
301 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
302 riferimento allo stesso file.
305 \subsection{I link simbolici}
306 \label{sec:file_symlink}
308 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
309 riferimenti agli \index{inode}inode, pertanto può funzionare soltanto per file
310 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
311 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
314 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
315 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
316 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
317 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
318 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
319 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
320 file che non esistono ancora.
322 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
323 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
324 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'inode, e
325 riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
326 \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui alcune funzioni di
327 libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come argomento un
328 link simbolico vengono automaticamente applicate al file da esso specificato.
329 La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è \funcd{symlink},
330 ed il suo prototipo è:
331 \begin{prototype}{unistd.h}
332 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
333 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
336 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
337 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
339 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
340 supporta i link simbolici.
341 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
342 \param{oldpath} è una stringa vuota.
343 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
344 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
347 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
348 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
352 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
353 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
354 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
355 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
356 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
358 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
359 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
360 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
361 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
362 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
363 direttamente sul suo contenuto.
367 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
369 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
372 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
373 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
374 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
375 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
376 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
377 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
378 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
379 \func{link} & -- & -- \\
380 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
381 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
382 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
383 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
384 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
385 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
386 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
387 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
388 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
389 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
390 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
391 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
392 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
395 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
396 \label{tab:file_symb_effect}
399 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
400 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
401 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
402 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
403 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
405 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
406 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
407 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
408 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
409 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
410 \begin{prototype}{unistd.h}
411 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
412 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
413 \param{buff} di dimensione \param{size}.
415 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
416 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
417 \var{errno} assumerà i valori:
419 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
422 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
423 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
427 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
428 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
429 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
430 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
435 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
436 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
437 \label{fig:file_link_loop}
440 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
441 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
442 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
443 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
444 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
445 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
446 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
447 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
448 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
449 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
450 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
452 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
453 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
454 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
455 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
456 \file{/boot/boot/boot} e così via.
458 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
459 un \itindex{pathname}\textit{pathname} possano essere seguiti un numero
460 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
461 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
462 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
464 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
465 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
466 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
469 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
471 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
472 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
473 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
474 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
477 cat: temporaneo: No such file or directory
479 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
480 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
483 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
484 \label{sec:file_dir_creat_rem}
486 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
487 elenchi di nomi ed \index{inode}inode, non è possibile trattarle come file
488 ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso una
489 opportuna system call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del
490 VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.}
491 La funzione usata per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo
494 \headdecl{sys/stat.h}
495 \headdecl{sys/types.h}
496 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
498 Crea una nuova directory.
500 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
501 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
503 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
505 \item[\errcode{EACCES}]
506 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
508 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
509 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
510 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
511 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
512 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
514 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
515 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
517 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
518 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
522 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
523 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
524 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come
525 \itindex{pathname}\textit{pathname} assoluto che relativo.
527 I permessi di accesso alla directory (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control})
528 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
529 tab.~\ref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
530 creazione dei file (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La
531 titolarità della nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
532 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
534 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
536 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
537 Cancella una directory.
539 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
540 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
542 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
543 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
544 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'user-ID effettivo
545 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
546 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
547 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
548 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
550 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
551 radice di qualche processo.
552 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
554 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
555 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
558 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
559 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
560 \file{..}). Il nome può essere indicato con il
561 \itindex{pathname}\textit{pathname} assoluto o relativo.
563 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
564 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
565 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
566 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
567 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
568 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
569 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
572 \subsection{La creazione di file speciali}
573 \label{sec:file_mknod}
575 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
576 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
577 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
578 \index{file!di~dispositivo} e le fifo (i socket sono un caso a parte, che
579 tratteremo in cap.~\ref{cha:socket_intro}).
581 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
582 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
583 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
584 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
586 \headdecl{sys/types.h}
587 \headdecl{sys/stat.h}
590 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
592 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
594 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
595 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
597 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
598 il filesystem su cui si è cercato di creare \param{pathname} non supporta
600 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
601 fifo o un dispositivo.
602 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
604 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
605 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
606 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
609 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
610 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
611 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
612 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
613 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
614 \var{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
616 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
617 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un dispositivo
618 a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un dispositivo a caratteri e \const{S\_IFIFO}
619 per una fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora
620 si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di
621 \param{dev} viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
623 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
624 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
625 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
626 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
629 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
630 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
631 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
632 BSD per il filesystem (si veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in
633 cui si va a creare l'inode\index{inode}.
635 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
636 sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
637 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
639 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
641 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
645 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
646 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
647 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
648 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
651 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
652 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
653 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
654 modificati dal valore di \var{umask}.
658 \subsection{Accesso alle directory}
659 \label{sec:file_dir_read}
661 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
662 delle liste di nomi ed \index{inode}inode, per il ruolo che rivestono nella
663 struttura del sistema, non possono essere trattate come dei normali file di
664 dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo
665 il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un
666 processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di
669 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
670 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
671 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
672 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
673 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
674 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
675 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
676 funzione per la lettura delle directory.
678 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
679 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
680 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
681 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
682 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
683 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
685 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
687 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
689 Apre un \textit{directory stream}.
691 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
692 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
693 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
694 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
697 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
698 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
699 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
700 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
701 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
704 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
705 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
706 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
709 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
711 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
713 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
715 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
716 caso di successo e -1 in caso di errore.}
719 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
720 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
721 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
722 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
723 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
724 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
725 per cambiare la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) a
726 quella relativa allo stream che si sta esaminando.
728 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
729 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
731 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
733 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
735 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
737 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
738 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
739 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
740 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
744 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
745 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
746 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
747 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
748 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
749 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
750 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
751 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
752 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
753 lettura di una voce sullo stesso stream.
755 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
756 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
757 con i thread; il suo prototipo è:
759 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
761 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
762 struct dirent **result)}
764 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
766 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
767 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
770 La funzione restituisce in \param{result} (come
771 \itindex{value~result~argument}\textit{value result argument}) l'indirizzo
772 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
773 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry}
774 (anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente).
776 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
777 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
778 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
779 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
780 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
781 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
782 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
783 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
784 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
785 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
786 \index{inode}inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo
787 \var{st\_ino} di \struct{stat}).
790 \footnotesize \centering
791 \begin{minipage}[c]{15cm}
792 \includestruct{listati/dirent.c}
795 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
797 \label{fig:file_dirent_struct}
800 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
801 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
802 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
803 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
804 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
809 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
811 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
814 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
815 \const{DT\_REG} & file normale. \\
816 \const{DT\_DIR} & directory. \\
817 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
818 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
819 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
820 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
823 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
824 della struttura \struct{dirent}.}
825 \label{tab:file_dtype_macro}
828 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
829 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
830 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
831 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
832 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
833 tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
834 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
835 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
837 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
838 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
840 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
841 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
844 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
845 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
846 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
847 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
848 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
849 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
851 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
852 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
855 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
856 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
857 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
858 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
859 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
860 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
861 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
863 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
864 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
865 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
866 valore errato per \param{dir}.}
869 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
870 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
873 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
875 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
877 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
881 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
882 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
884 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
886 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
888 Chiude un \textit{directory stream}.
890 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
891 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
894 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
895 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
896 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
897 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
898 libc4.} ed il suo prototipo è:
899 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
900 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
901 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
903 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
905 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
906 trovate, e -1 altrimenti.}
909 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
910 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
911 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
912 l'argomento \param{select}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
913 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
915 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
916 \param{dir}, passando ciascuna di esse (una struttura \struct{dirent}) come
917 argomento della funzione di selezione specificata da \param{select}; se questa
918 ritorna un valore diverso da zero la voce viene inserita in un vettore che
919 viene allocato dinamicamente con \func{malloc}. Qualora si specifichi un
920 valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le voci.
922 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
923 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
924 \param{compar} come criterio di ordinamento di\func{qsort}, la funzione prende
925 come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare restituendo un
926 valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento; alla fine
927 l'indirizzo della lista delle strutture \struct{dirent} così ordinate viene
928 restituito nell'argomento \param{namelist}.
930 Per l'ordinamento (vale a dire come valori possibili per l'argomento
931 \param{compar}) sono disponibili anche due funzioni predefinite,
932 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
936 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
938 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
940 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
942 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
943 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
944 maggiore del secondo.}
947 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
948 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
949 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
950 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
951 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
952 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
953 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
954 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
955 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
956 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
957 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque
958 dopo \texttt{file4}.)
960 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
961 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
962 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
963 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
964 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
968 \footnotesize \centering
969 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
970 \includecodesample{listati/my_ls.c}
972 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
974 \label{fig:file_my_ls}
977 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
978 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
979 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
980 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
982 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
983 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
984 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
985 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
986 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
988 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
989 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
990 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
991 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
992 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
994 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
995 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
996 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
997 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
1000 \footnotesize \centering
1001 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1002 \includecodesample{listati/DirScan.c}
1004 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
1005 file \file{DirScan.c}.}
1006 \label{fig:file_dirscan}
1009 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1010 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
1011 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
1012 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1013 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1016 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1017 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione
1018 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
1019 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
1020 (\texttt{\small 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
1021 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
1022 della funzione \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo
1023 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
1024 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
1025 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
1026 ottenere le dimensioni.}
1028 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1029 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1030 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1031 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1032 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1033 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1034 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1035 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1038 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1039 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1040 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1041 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1042 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1043 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1044 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1045 concluse con successo.
1048 \subsection{La directory di lavoro}
1049 \label{sec:file_work_dir}
1053 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1054 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1055 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1056 quando un \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} è espresso in forma
1057 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1060 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1061 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1062 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1063 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1064 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1065 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1066 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1068 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1069 della directory di lavoro, per ottenere il \textit{pathname}
1070 occorre usare una apposita funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui
1072 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1073 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
1075 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1076 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1077 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1079 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1081 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1082 lunghezza del \textit{pathname}.
1083 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1084 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
1089 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
1090 lavoro nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
1091 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
1092 buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il
1093 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
1094 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
1097 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1098 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1099 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1100 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1101 della lunghezza esatta del \textit{pathname} altrimenti. In questo caso ci si
1102 deve ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1104 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
1105 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
1106 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1107 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1108 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
1109 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
1110 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
1111 principale per cui questa funzione è deprecata.
1113 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1114 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1115 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1116 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
1117 comprendente anche dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo
1118 il \textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro l'albero della directory,
1119 si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1121 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1122 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1123 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1124 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1125 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1127 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1128 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1130 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1131 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1134 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1135 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1137 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1138 quale si hanno i permessi di accesso.
1140 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1141 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
1142 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1143 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1144 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1147 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1148 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1151 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1152 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1153 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1154 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1155 specificata da \param{fd}.
1161 \subsection{I file temporanei}
1162 \label{sec:file_temp_file}
1164 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1165 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1166 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1167 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1168 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1169 condition}\itindex{race~condition} (si ricordi quanto visto in
1170 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
1172 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1173 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1174 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1175 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1176 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1177 non esistente al momento dell'invocazione.
1179 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1180 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1182 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1183 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1184 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1185 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1186 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1187 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1188 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1189 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1191 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1192 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
1193 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1194 esplicitamente, il suo prototipo è:
1195 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1196 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1197 non esistente al momento dell'invocazione.
1199 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1200 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1201 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1204 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1205 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1206 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1207 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1208 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1209 la prima valida delle seguenti:
1211 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1212 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
1213 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1214 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1215 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1216 \item la directory \file{/tmp}.
1219 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1220 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1221 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1222 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1223 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1224 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1225 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1228 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1229 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, il cui prototipo è:
1230 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1231 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1233 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1234 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1235 caso \var{errno} assumerà i valori:
1237 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1238 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1240 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1241 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1243 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1244 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1245 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1246 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1247 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1248 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1249 condition}\itindex{race~condition}.
1251 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1252 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1253 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1254 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1255 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
1257 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1258 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1261 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1262 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1265 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1268 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1269 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1270 alle possibili \textit{race condition}\itindex{race~condition} date per
1271 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1272 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1273 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1274 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1275 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1278 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1279 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1281 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1282 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1283 finali di \param{template}.
1285 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1286 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1288 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1289 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1290 contenuto di \param{template} è indefinito.
1293 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1294 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1295 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1296 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1297 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1298 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1299 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1300 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1301 contenuti del file.} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
1303 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1304 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1305 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1306 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1307 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1308 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1310 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1311 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1314 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1316 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1318 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1319 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione
1320 della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1321 condition}\itindex{race~condition} non si pongono.
1324 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
1325 \label{sec:file_infos}
1327 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1328 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1329 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1331 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1332 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1333 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1334 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1335 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1336 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
1339 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
1340 \label{sec:file_stat}
1342 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1343 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1344 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1345 e mostrare tutti i dati relativi ad un file. I prototipi di queste funzioni
1348 \headdecl{sys/types.h}
1349 \headdecl{sys/stat.h}
1352 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1353 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1356 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1357 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1358 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1360 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1361 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1362 descriptor \param{filedes}.
1364 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1365 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1366 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1367 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1369 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1370 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1372 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1373 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1374 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
1375 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1376 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1377 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1379 \begin{figure}[!htb]
1382 \begin{minipage}[c]{15cm}
1383 \includestruct{listati/stat.h}
1386 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1388 \label{fig:file_stat_struct}
1391 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1392 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1393 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1396 \subsection{I tipi di file}
1397 \label{sec:file_types}
1399 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1400 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1401 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
1402 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
1403 una struttura \struct{stat}.
1405 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1406 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1407 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1408 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
1409 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
1410 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
1414 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1416 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1419 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1420 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1421 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1422 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1423 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1424 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1425 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
1428 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1429 \label{tab:file_type_macro}
1432 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1433 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1434 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1435 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1436 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
1438 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1439 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1440 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1441 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1442 un'opportuna combinazione.
1447 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1449 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1452 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1453 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket \\
1454 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1455 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1456 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1457 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1458 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1459 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1461 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \itindex{suid~bit} \\
1462 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \itindex{sgid~bit} \\
1463 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \itindex{sticky~bit}\\
1465 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1466 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1467 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1468 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1470 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1471 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1472 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1473 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1475 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1476 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1477 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1478 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1481 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1482 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1483 \label{tab:file_mode_flags}
1486 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1487 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1489 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1490 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1491 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1494 \subsection{Le dimensioni dei file}
1495 \label{sec:file_file_size}
1497 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
1498 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
1499 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
1500 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
1502 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1503 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1504 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1505 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1506 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1508 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1509 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1510 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1511 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1512 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) oltre la
1515 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1516 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1517 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1518 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1519 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1520 risultato di \cmd{ls}.
1522 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1523 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1524 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1525 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1527 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1528 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1529 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1530 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1532 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1533 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1534 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1536 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1537 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1538 descriptor \param{fd}.
1540 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1541 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1542 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1544 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1545 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
1546 file o non è aperto in scrittura.
1548 per \func{truncate} si hanno:
1550 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1551 permesso di esecuzione una delle directory del
1552 \itindex{pathname}\textit{pathname}.
1553 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1555 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1556 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1559 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1560 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1561 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1562 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1563 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1566 \subsection{I tempi dei file}
1567 \label{sec:file_file_times}
1569 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1570 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1571 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1572 della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
1573 significato di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1574 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
1575 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
1580 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1582 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1583 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1586 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1587 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1588 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1589 \func{utime} & default\\
1590 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1591 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1594 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1595 \label{tab:file_file_times}
1598 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1599 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1600 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1601 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1602 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1603 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1604 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1605 toccare il contenuto del file, diventa necessario l'utilizzo di un altro
1608 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso \index{inode} all'inode,
1609 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1610 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1611 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1612 il programma \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo
1615 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1616 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1617 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1618 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1619 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1620 nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}.
1625 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1627 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1628 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1629 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1630 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1631 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1632 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1635 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1636 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1637 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1638 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1639 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1640 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1641 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1642 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1645 \func{chmod}, \func{fchmod}
1646 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1647 \func{chown}, \func{fchown}
1648 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1650 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1651 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1652 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
1653 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1654 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1656 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1658 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1660 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1662 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1664 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1665 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1666 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & con
1667 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1668 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1670 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1672 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1673 \func{unlink}\\ \func{remove}
1674 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1675 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1676 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1677 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1678 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1679 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1680 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1682 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1684 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1686 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1689 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1690 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1691 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1692 \label{tab:file_times_effects}
1695 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1696 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1697 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1698 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1699 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1700 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1702 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1703 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1704 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1705 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1706 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1709 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1710 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1711 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1712 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1713 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1715 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1716 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1717 \begin{prototype}{utime.h}
1718 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1720 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1721 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1722 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1724 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1725 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1727 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1728 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1732 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1733 \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
1734 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1735 valori che si vogliono impostare per tempi.
1737 \begin{figure}[!htb]
1738 \footnotesize \centering
1739 \begin{minipage}[c]{15cm}
1740 \includestruct{listati/utimbuf.h}
1743 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1745 \label{fig:struct_utimebuf}
1748 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1749 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1750 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1751 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1752 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1754 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1755 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1756 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1757 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1758 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1759 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1760 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1761 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1766 \section{Il controllo di accesso ai file}
1767 \label{sec:file_access_control}
1769 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1770 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1771 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1772 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1773 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1774 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1775 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1778 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1779 \label{sec:file_perm_overview}
1781 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1782 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1783 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1784 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1785 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1786 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1787 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1788 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1789 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1792 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1793 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1794 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1795 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1796 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1797 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1798 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1799 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1800 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1802 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1804 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1805 dall'inglese \textit{write}).
1806 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1807 dall'inglese \textit{execute}).
1809 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1811 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1812 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1814 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1817 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1818 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1819 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1820 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1824 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1825 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1826 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
1827 \label{fig:file_perm_bit}
1830 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
1831 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
1832 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
1833 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1834 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
1835 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
1837 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1838 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1839 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1840 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
1842 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1843 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1844 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1845 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1846 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1847 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1848 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1849 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1850 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
1855 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1857 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1860 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1861 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1862 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1864 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1865 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1866 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1868 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1869 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1870 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1873 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1874 \texttt{<sys/stat.h>}}
1875 \label{tab:file_bit_perm}
1878 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1879 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1880 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1883 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
1884 \itindex{pathname}\textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
1885 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
1886 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
1887 diritto di esecuzione).
1889 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1890 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}\textit{pathname},
1891 ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
1892 contenuto della directory.
1894 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1895 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1896 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1897 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1900 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1901 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1902 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1903 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1904 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1906 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1907 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1908 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1909 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1910 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1911 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1912 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1914 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1915 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1916 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1919 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1920 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1921 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1922 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1923 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1924 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
1925 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1927 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1928 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1929 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1930 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1931 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1932 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
1933 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1934 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1935 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1938 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1939 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1940 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1941 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1942 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1943 cui l'utente appartiene.
1945 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1946 di accesso sono i seguenti:
1948 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1949 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1950 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1952 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1953 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1956 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1957 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1958 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1959 impostato, l'accesso è consentito
1960 \item altrimenti l'accesso è negato
1962 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1963 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1965 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1967 \item altrimenti l'accesso è negato
1969 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1970 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1973 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1974 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1975 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1976 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1977 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1978 tutti gli altri non vengono controllati.
1981 \subsection{I bit dei permessi speciali}
1982 \label{sec:file_special_perm}
1987 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1988 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1989 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1990 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1991 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1992 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1993 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
1995 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1996 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1997 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1998 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1999 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
2001 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
2002 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
2003 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
2004 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
2005 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
2006 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
2009 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2010 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
2011 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2012 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2013 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2014 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2015 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2018 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2019 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2020 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2021 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2022 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
2024 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2025 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2026 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2027 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2028 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2029 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2030 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2032 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2033 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2034 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2035 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
2038 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
2039 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2040 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2041 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
2042 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
2043 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
2049 \itindbeg{sticky~bit}
2051 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2052 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2053 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
2054 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2055 si poteva impostare questo bit.
2057 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
2058 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
2059 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
2060 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
2061 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
2062 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
2063 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
2064 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
2066 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2067 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2068 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2069 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2070 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2072 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
2073 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
2074 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2075 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2076 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2077 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2080 \item l'utente è proprietario del file
2081 \item l'utente è proprietario della directory
2082 \item l'utente è l'amministratore
2084 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2085 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2088 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2090 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2091 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2092 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2093 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2094 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2095 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2097 \itindend{sticky~bit}
2099 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
2100 \label{sec:file_perm_management}
2102 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2103 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo;
2104 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID
2105 reale ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
2106 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
2107 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
2108 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2110 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2111 \begin{prototype}{unistd.h}
2112 {int access(const char *pathname, int mode)}
2114 Verifica i permessi di accesso.
2116 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2117 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2120 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2121 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2122 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2123 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2124 un filesystem montato in sola lettura.
2126 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2127 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2130 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2131 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2132 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2133 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
2134 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
2135 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
2136 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
2137 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
2138 sul file a cui esso fa riferimento.
2140 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2141 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2142 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2143 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2144 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2145 contrario (o di errore) ritorna -1.
2149 \begin{tabular}{|c|l|}
2151 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2154 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2155 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2156 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2157 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2160 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2162 \label{tab:file_access_mode_val}
2165 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2166 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2167 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
2168 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
2170 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2171 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2172 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2174 \headdecl{sys/types.h}
2175 \headdecl{sys/stat.h}
2177 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2178 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2180 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2181 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2183 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2184 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2186 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2187 proprietario del file o non è zero.
2188 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2190 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2191 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2192 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2195 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2196 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2197 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2203 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2205 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2208 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \itindex{suid~bit} \\
2209 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \itindex{sgid~bit}\\
2210 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \itindex{sticky~bit}\\
2212 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2213 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2214 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2215 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2217 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2218 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2219 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2220 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2222 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2223 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2224 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2225 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2228 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2229 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2230 \label{tab:file_permission_const}
2233 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2234 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2235 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2236 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2237 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2238 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2239 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
2240 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2242 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2243 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2244 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2245 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2246 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2248 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2249 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2250 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2251 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2252 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2254 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2255 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2256 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2257 in particolare accade che:
2259 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
2260 \textit{sticky bit}, se l'user-ID effettivo del processo non è zero esso
2261 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
2262 stato indicato in \param{mode}.
2263 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
2264 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
2265 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
2266 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
2267 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
2268 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
2269 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
2270 (la cosa non avviene quando l'user-ID effettivo del processo è zero).
2273 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
2274 \textsl{ext3}, \textsl{reiserfs}) supportano questa caratteristica, che è
2275 mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore misura di sicurezza, volta
2276 a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit \acr{suid} e \acr{sgid}; essa
2277 consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai permessi di un file
2278 qualora un processo che non appartenga all'amministratore\footnote{per la
2279 precisione un processo che non dispone della capability
2280 \const{CAP\_FSETID}.} effettui una scrittura. In questo modo anche se un
2281 utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale
2282 modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
2284 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2285 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2286 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2287 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2288 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2289 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2290 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2291 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2293 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2294 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2295 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2296 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2297 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2298 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2299 vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2300 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2301 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2302 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2305 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2306 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2307 \begin{prototype}{stat.h}
2308 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2310 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2311 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2313 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2314 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2317 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2318 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2319 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2320 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2321 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2322 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2326 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
2327 \label{sec:file_ownership_management}
2329 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2330 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2331 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2332 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2333 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2334 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
2336 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2337 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2338 due diverse possibilità:
2340 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2341 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2344 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2345 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2346 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2347 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2348 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2350 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2351 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2352 partenza, in tutte le sotto-directory.
2354 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2355 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2356 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2357 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2358 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2359 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2361 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2362 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2363 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2366 \headdecl{sys/types.h}
2367 \headdecl{sys/stat.h}
2369 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2370 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2371 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2373 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2374 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2376 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2377 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2379 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2380 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2382 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2383 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2384 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2385 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2388 In Linux soltanto l'amministratore (in sostanza un processo con la
2389 \itindex{capabilities} capability \const{CAP\_CHOWN}) può cambiare il
2390 proprietario di un file, seguendo la semantica di BSD che non consente agli
2391 utenti di assegnare i loro file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti
2392 delle quote). L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il
2393 proprietario può cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il
2394 nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
2396 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2397 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2398 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2399 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2400 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2401 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2402 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2403 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2404 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2406 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2407 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
2408 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
2409 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
2410 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
2411 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}.
2414 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2415 \label{sec:file_riepilogo}
2417 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2418 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2419 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2420 da poter fornire un quadro d'insieme.
2422 In tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari
2423 bit per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per
2424 proprietario, gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2425 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non
2426 ha alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2431 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2433 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2434 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2435 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2436 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2437 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2439 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2442 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2443 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2444 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
2445 \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2446 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2447 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2448 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2449 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2450 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2451 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2452 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2453 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2454 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2455 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2458 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2460 \label{tab:file_fileperm_bits}
2463 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
2464 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
2465 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
2466 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2468 In tab.~\ref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2469 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2470 specificati i bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid}, \itindex{sgid~bit}
2471 \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} con la notazione compatta
2472 illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2477 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2479 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2480 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2481 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2482 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2483 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2485 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2488 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2489 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2490 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2491 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2492 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2493 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2494 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2495 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2496 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2497 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2498 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2499 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2502 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2504 \label{tab:file_dirperm_bits}
2507 Nelle tabelle si è indicato con ``-'' il fatto che il valore degli altri bit
2508 non è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2509 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2510 riportato esplicitamente.
2512 % TODO intrudurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
2513 % dentro chroot, gli attributi estesi, ecc.
2515 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2516 \label{sec:file_chroot}
2518 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2519 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2520 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2523 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
2524 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
2525 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2526 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2527 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2528 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_organization}), ha per il
2529 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2530 risolti i \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname}
2531 assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la risoluzione di un
2532 \textit{pathname}, il kernel usa sempre questa directory come punto di
2533 partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo apre
2534 allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2535 \textit{pathname} assoluti da parte di un processo cambiando questa directory,
2536 così come si fa coi \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi
2537 cambiando la directory di lavoro.
2539 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2540 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2541 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
2542 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti a partire sempre dalla
2543 stessa directory, che corrisponde alla \file{/} del sistema.
2545 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2546 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2547 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2549 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2550 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2553 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2554 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2556 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2558 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2559 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2560 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2562 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2563 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
2564 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
2565 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
2566 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
2567 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
2568 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2569 \textsl{imprigionato}.
2571 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2572 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2573 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2574 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2577 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2578 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2579 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2580 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
2581 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
2582 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
2583 (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice effettiva del filesystem.
2585 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2586 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2587 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2588 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2589 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2590 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2592 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2593 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2594 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2595 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2596 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2597 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2599 %%% Local Variables:
2601 %%% TeX-master: "gapil"
2604 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
2605 % LocalWords: un'etichetta int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st
2606 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
2607 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
2608 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root nell'inode system call count crash
2609 % LocalWords: all'inode descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT
2610 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
2611 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
2612 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
2613 % LocalWords: grub bootloader grep linux MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl
2614 % LocalWords: dev l'inode umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL
2615 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
2616 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ino
2617 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
2618 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
2619 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
2620 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
2621 % LocalWords: dell'inode getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam
2622 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
2623 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
2624 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
2625 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
2626 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH du
2627 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate length lenght ETXTBSY
2628 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
2629 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
2630 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
2631 % LocalWords: dell' effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG
2632 % LocalWords: IRWXO ext reiser capability FSETID mask capabilities chroot jail
2633 % LocalWords: FTP Di