1 \chapter{File e directory}
2 \label{cha:files_and_dirs}
4 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
5 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
6 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
7 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla
8 fine faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base
9 di protezioni e controllo di accesso ai file e sulle funzioni che ne
10 permettono la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del
11 contenuto dei file è lasciato ai capitoli successivi.
15 \section{La gestione di file e directory}
17 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
18 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
19 direttamente dall'architettura del sistema; in questa sezione esamineremo le
20 funzioni usate per manipolazione nel filesytem di file e directory, per la
21 creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle
22 directory; il tutto mettendo in evidenza le conseguenze della struttura
23 standard della gestione dei file in un sistema unix-like, già accennate al
27 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
30 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
31 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows) che
32 permettono di fare riferimento allo stesso file chiamandolo con nomi diversi
33 o accedendovi da directory diverse.
35 Questo è possibile anche in ambiente unix, dove tali collegamenti sono
36 usualmente chiamati \textit{link}; ma data la struttura del sistema di
37 gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
38 \secref{sec:file_architecture}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
39 fare questa operazione.
41 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di
42 un file su disco avviene attraverso il suo inode, e il nome che si trova in
43 una directory è solo una etichetta associata ad un puntatore a che fa
44 riferimento al suddetto inode.
46 Questo significa che la realizzazione di un link è immediata in quanto uno
47 stesso file può avere tanti nomi diversi allo stesso tempo, dati da
48 altrettante diverse associazioni allo stesso inode; si noti poi che nessuno di
49 questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza rispetto agli altri.
51 Per aggiungere un nome ad un inode si utilizza la funzione \func{link}; si
52 suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
53 \textit{hard link}). Il prototipo della funzione e le sue caratteristiche
54 principali, come risultano dalla man page, sono le seguenti:
55 \begin{prototype}{unistd.h}
56 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
57 Crea un nuovo collegamento diretto al file indicato da \var{oldpath}
58 dandogli nome \var{newpath}.
60 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in
61 caso di errore. La variabile \var{errno} viene settata
62 opportunamente, i principali codici di errore sono:
64 \item[\macro{EXDEV}] \var{oldpath} e \var{newpath} non sono sullo
66 \item[\macro{EPERM}] il filesystem che contiene \var{oldpath} e
67 \macro{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
68 \item[\macro{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
70 \item[\macro{EMLINK}] ci sono troppi link al file \var{oldpath} (il
71 numero massimo è specificato dalla variabile \macro{LINK\_MAX}, vedi
72 \secref{sec:sys_limits}).
74 ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOTDIR},
75 \macro{EFAULT}, \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP},
76 \macro{ENOSPC}, \macro{EIO}.}
79 La creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file,
80 ma si limita a creare una voce nella directory specificata con \var{newpath} e
81 ad aumentare di uno il numero di referenze al file (riportato nel campo
82 \var{st\_nlink} della struttura \var{stat}, vedi \secref{sec:file_stat})
83 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
84 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
86 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
87 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
88 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
89 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
92 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
93 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcuni versioni di unix solo
94 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
95 directory, questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
96 creare dei circoli nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
97 \secref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
98 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
99 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
100 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
102 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
103 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
104 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
105 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
106 funzione restituisce l'errore \macro{EPERM}.
108 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
109 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \func{unlink}; il
110 suo prototipo è il seguente:
111 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
112 Cancella il nome specificato dal pathname nella relativa directory e
113 decrementa il numero di riferimenti nel relativo inode. Nel caso di link
114 simbolico cancella il link simbolico; nel caso di socket, fifo o file di
115 dispositivo rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
116 uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
118 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
119 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
120 \var{errno} viene settata secondo i seguenti codici di errore:
122 \item[\macro{EISDIR}] \var{pathname} si riferisce ad una directory
123 (valore specifico ritornato da Linux che non consente l'uso di
124 \var{unlink} con le directory, e non conforme allo standard POSIX, che
125 prescrive invece l'uso di \macro{EPERM} in caso l'operazione non sia
126 consentita o il processo non abbia privilegi sufficienti).
127 \item[\macro{EROFS}] \var{pathname} è su un filesystem montato in sola
129 \item[\macro{EISDIR}] \var{pathname} fa riferimento a una directory.
131 ed inoltre: \macro{EACCES}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR},
132 \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP}, \macro{EIO}.}
135 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
136 scrittura su di essa (dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto) e
137 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (torneremo in
138 dettaglio sui permessi e gli attributi in \secref{sec:file_access_control}),
139 se inoltre lo \textit{sticky} bit è settato occorrerà anche essere proprietari
140 del file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle
141 restrizioni è applicata).
143 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione
144 della nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
145 nell'inode deve essere una operazione atomica (si veda
146 \secref{sec:proc_atom_oper}), per questo entrambe queste funzioni sono
147 realizzate tramite una singola system call.
149 Si ricordi infine che il file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
150 i riferimenti ad esso sono stati cancellati, solo quando il \textit{link
151 count} mantenuto nell'inode diventa zero lo spazio occupato viene rimosso. A
152 questo però si aggiunge una altra condizione, e cioè che non ci siano processi
153 che abbiano detto file aperto.
155 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
156 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
157 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
158 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
159 suo file descriptor (vedi \secref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
160 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
161 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
162 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
165 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
166 \label{sec:file_remove}
168 Al contrario di quanto avviene con altri unix in Linux non è possibile usare
169 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
170 funzione \func{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
171 funzione \func{remove}. Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C
172 per cancellare un file o una directory (e funziona anche per i sistemi che non
173 supportano i link diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le
174 directory è identica a \func{rmdir}:
175 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
176 Cancella un nome dal filesystem. Usa \func{unlink} per i file e
177 \func{rmdir} per le directory.
179 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
180 errore, nel qual caso il file non viene toccato. Per i codici di
181 errore vedi quanto riportato nelle descrizioni di \func{unlink} e
185 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
186 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \func{rename}\footnote{la
187 funzione è definita dallo standard ANSI C solo per i file, POSIX estende la
188 funzione anche alle directory}, il cui prototipo è:
189 \begin{prototype}{stdio.h}
190 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
192 Rinomina \var{oldpath} in \var{newpath}, eseguendo se necessario lo
193 spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri link diretti
194 allo stesso file non vengono influenzati.
196 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
197 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
198 \var{errno} viene settata secondo i seguenti codici di errore:
200 \item[\macro{EISDIR}] \var{newpath} è una directory mentre \var{oldpath} non
202 \item[\macro{EXDEV}] \var{oldpath} e \var{newpath} non sono sullo stesso
204 \item[\macro{ENOTEMPTY}] \var{newpath} è una directory già esistente e non
206 \item[\macro{EBUSY}] o \var{oldpath} o \var{newpath} sono in uso da parte di
207 qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del sistema
209 \item[\macro{EINVAL}] \var{newpath} contiene un prefisso di \var{oldpath} o
210 più in generale si è cercato di creare una directory come sottodirectory
212 \item[\macro{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei pathname non è una directory o
213 \var{oldpath} è una directory e \var{newpath} esiste e non è una
216 ed inoltre \macro{EACCESS}, \macro{EPERM}, \macro{EMLINK}, \macro{ENOENT},
217 \macro{ENOMEM}, \macro{EROFS}, \macro{ELOOP} e \macro{ENOSPC}.}
220 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
221 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \var{newpath}, se
222 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
223 \macro{EISDIR}). Nel caso \var{newpath} indichi un file esistente questo viene
224 cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
226 Se \var{oldpath} è una directory allora \var{newpath} se esiste deve essere
227 una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \macro{ENOTDIR} (se non
228 è una directory) o \macro{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
229 \var{newpath} non può contenere \var{oldpath} altrimenti si avrà un errore
232 Se \var{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
233 \var{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro file.
234 Infine qualora \var{oldpath} e \var{newpath} siano due nomi dello stesso file
235 lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non faccia nulla,
236 lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche se come fatto
237 notare dal manuale delle glibc, il comportamento più ragionevole sarebbe
238 quello di cancellare \var{oldpath}.
240 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
241 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
242 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
243 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
244 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
247 In ogni caso se \var{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
248 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
249 presente una istanza di \var{newpath}, tuttavia nella sovrascrittura potrà
250 esistere una finestra in cui sia \var{oldpath} che \var{newpath} fanno
251 riferimento allo stesso file.
254 \subsection{I link simbolici}
255 \label{sec:file_symlink}
257 Come abbiamo visto in \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
258 riferimenti agli inodes, pertanto può funzionare soltanto per file che
259 risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo unix.
260 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
263 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi unix supportano un'altra forma di
264 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
265 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono il
266 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
267 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
268 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, e anche a
269 file che non esistono ancora.
271 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono contrassegnati come tali
272 al kernel (analogamente a quanto avviene per le directory) per cui per alcune
273 funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) dare come parametro un
274 link simbolico comporta l'applicazione della funzione al file da esso
275 specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è
276 \func{symlink}; il suo prototipo è:
277 \begin{prototype}{unistd.h}
278 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
279 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
282 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
283 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} restituisce i valori:
285 \item[\macro{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non supporta i
287 \item[\macro{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
288 \param{oldpath} è una stringa vuota.
289 \item[\macro{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
290 \item[\macro{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
293 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG},
294 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{ENOSPC} e
298 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
299 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
300 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
301 che non esiste: quello che viene chiamato un \textit{dangling link},
302 letteralmente \textsl{link ciondolante}.
305 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
306 all'invocazione delle varie system call; in \ntab\ si è riportato un elenco
307 dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che operano sui file nei
308 confronti della risoluzione dei link simbolici, specificando quali seguono il
309 link simbolico e quali invece possono operare direttamente sul suo contenuto.
313 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
315 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
318 \func{access} & $\bullet$ & \\
319 \func{chdir} & $\bullet$ & \\
320 \func{chmod} & $\bullet$ & \\
321 \func{chown} & & $\bullet$ \\
322 \func{creat} & $\bullet$ & \\
323 \func{exec} & $\bullet$ & \\
324 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
326 \func{lstat} & & $\bullet$ \\
327 \func{mkdir} & $\bullet$ & \\
328 \func{mkfifo} & $\bullet$ & \\
329 \func{mknod} & $\bullet$ & \\
330 \func{open} & $\bullet$ & \\
331 \func{opendir} & $\bullet$ & \\
332 \func{pathconf} & $\bullet$ & \\
333 \func{readlink} & & $\bullet$ \\
334 \func{remove} & & $\bullet$ \\
335 \func{rename} & & $\bullet$ \\
336 \func{stat} & $\bullet$ & \\
337 \func{truncate} & $\bullet$ & \\
338 \func{unlink} & & $\bullet$ \\
341 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
342 \label{tab:file_symb_effect}
345 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
346 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
347 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
348 (normalmente la \func{open}) e tutte le operazioni seguenti fanno riferimento
351 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
352 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
353 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
354 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
355 la funzione \func{readlink}, il cui prototipo è:
356 \begin{prototype}{unistd.h}
357 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
358 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \var{path} nel buffer
359 \var{buff} di dimensione \var{size}.
361 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
362 \var{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
363 \var{errno} viene settata a:
365 \item[\macro{EINVAL}] \var{file} non è un link simbolico o \var{size} non è
367 \item[\macro{EROFS}] La directory su cui si vuole inserire il nuovo link è
368 su un filesystem montato in sola lettura.
369 \item[\macro{ENOSPC}] La directory o il filesystem in cui si vuole creare il
370 link è piena e non c'è ulteriore spazio disponibile.
372 ed inoltre \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
373 \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}, \macro{EIO}, \macro{EFAULT} e
377 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
378 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
379 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
380 \var{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
385 \includegraphics[width=5cm]{img/link_loop}
386 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
387 \label{fig:file_link_loop}
390 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
391 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in \curfig, che riporta
392 la struttura della directory \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo
393 interno un link simbolico che punta di nuovo a \file{/boot}\footnote{Questo
394 tipo di loop è stato effettuato per poter permettere a \cmd{grub} (un
395 bootloader estremamente avanzato in grado di accedere direttamente
396 attraverso vari filesystem al file da lanciare come sistema operativo) di
397 vedere i file in questa directory, che è montata su una partizione separata
398 (e che grub vedrebbe come radice), con lo stesso path con cui verrebbero
399 visti dal sistema operativo.}.
401 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
402 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
403 lanciassimo un comando del tipo \cmd{grep -r linux *}, il loop nella directory
404 porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
405 \file{/boot/boot/boot} e così via.
407 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
408 un pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
409 cui valore limite è specificato dalla costante \macro{MAXSYMLINKS}; qualora
410 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
411 settata al valore \macro{ELOOP}.
413 Un punto da tenere sempre presente è il fatto che un link simbolico può fare
414 riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio possiamo creare un
415 file temporaneo nella nostra directory con un link del tipo:
417 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
419 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
420 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
421 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
422 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
425 cat: temporaneo: No such file or directory
427 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che invece \cmd{ls} ci
428 mostrerebbe l'esistenza di \file{temporaneo}.
431 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
432 \label{sec:file_dir_creat_rem}
434 Per creare e cancellare delle directory si usano le due funzioni (omonime
435 degli analoghi comandi di shell) \func{mkdir} e \func{rmdir}. Per poter
436 accedere ai tipi usati da queste funzioni si deve includere il file
437 \file{sys/types.h}, il prototipo della prima è:
438 \begin{prototype}{sys/stat.h}
439 {int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
440 Crea una nuova directory vuota con il nome indicato da \var{dirname},
441 assegnandole i permessi indicati da \var{mode}. Il nome può essere indicato
442 con il pathname assoluto o relativo.
444 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
445 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
447 \item[\macro{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di già.
448 \item[\macro{EACCESS}]
449 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
451 \item[\macro{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova directory
452 contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene perché il
453 filesystem standard consente la creazione di un numero di file maggiore di
454 quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo avere a che
455 fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può presentarsi.
456 \item[\macro{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
457 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
459 ed inoltre anche \macro{EPERM}, \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG},
460 \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP},
464 La funzione crea una nuova directory vuota (che contiene solo le due voci
465 standard \file{.} e \file{..}). I permessi di accesso (vedi la trattazione in
466 \secref{sec:file_access_control}) specificati da \var{mode} (i cui possibili
467 valori sono riportati in \tabref{tab:file_permission_const}) sono modificati
468 dalla maschera di creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La
469 titolarità della nuova directory è settata secondo quanto riportato in
470 \secref{sec:file_ownership}.
472 La seconda funzione serve ad eliminare una directory già vuota (la directory
473 deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e \file{..}); il
475 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
476 Cancella la directory \var{dirname}, che deve essere vuota. Il nome può
477 essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
479 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
480 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
482 \item[\macro{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
483 directory, oppure la directory che contiene \var{dirname} ha lo sticky bit
484 settato e l'\textit{effective user id} del processo non corrisponde al
485 proprietario della directory.
486 \item[\macro{EACCESS}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory che
487 contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso di
488 attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
490 \item[\macro{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
491 radice di qualche processo.
492 \item[\macro{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
494 ed inoltre anche \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
495 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{EROFS}.}
498 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
499 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode della directory non
500 diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio occupato su
501 disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta la funzione
502 rimuove il link all'inode e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard
503 \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non consentirà di creare più
504 nuovi file nella directory.
507 \subsection{La creazione di file speciali}
508 \label{sec:file_mknod}
510 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
511 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema preveda pure
512 degli altri tipi di file, come i file di dispositivo e le fifo (i socket sono
513 un caso a parte, che vedremo in \secref{cha:socket_intro}).
515 La manipolazione delle caratteristiche di questi filee e la loro cancellazione
516 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file normali; ma
517 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite.
520 \headdecl{sys/types.h}
521 \headdecl{sys/stat.h}
524 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
526 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
527 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
529 \item[\macro{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
530 directory, oppure la directory che contiene \var{dirname} ha lo sticky bit
531 settato e l'\textit{effective user id} del processo non corrisponde al
532 proprietario della directory.
533 \item[\macro{EACCESS}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory che
534 contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso di
535 attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
537 \item[\macro{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
538 radice di qualche processo.
539 \item[\macro{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
541 ed inoltre anche \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
542 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{EROFS}.}
547 \headdecl{sys/types.h}
548 \headdecl{sys/stat.h}
549 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
551 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
552 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
554 \item[\macro{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
555 directory, oppure la directory che contiene \var{dirname} ha lo sticky bit
556 settato e l'\textit{effective user id} del processo non corrisponde al
557 proprietario della directory.
558 \item[\macro{EACCESS}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory che
559 contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso di
560 attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
562 \item[\macro{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
563 radice di qualche processo.
564 \item[\macro{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
566 ed inoltre anche \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
567 \macro{ENOTDIR}, \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP}, \macro{EROFS}.}
573 \subsection{Accesso alle directory}
574 \label{sec:file_dir_read}
576 Benché le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
577 ovviamente senso aprirle come fossero dei file di dati. Può però essere utile
578 poterne leggere il contenuto ad esempio per fare la lista dei file che esse
579 contengono o ricerche sui medesimi. Solo il kernel può scrivere direttamente
580 in una directory (onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem), i
581 processi devono creare i file usando le apposite funzioni.
583 Per accedere al contenuto delle directory si usano i cosiddetti
584 \textit{directory streams} (chiamati così per l'analogia con i file stream di
585 \capref{che:file_std_interface}); la funzione \func{opendir} apre uno di
586 questi stream e la funzione \func{readdir} legge il contenuto della directory,
587 i cui elementi sono le \textit{directory entry} (da distinguersi da quelle
588 della cache di cui parlavamo in \secref{sec:file_vfs}) in una opportuna
589 struttura \var{struct dirent}.
591 (NdA Il resto va scritto!!! É noioso e lo farò più avanti).
594 \subsection{La directory di lavoro}
595 \label{sec:file_work_dir}
597 A ciascun processo è associato ad una directory nel filesystem che è chiamata
598 directory corrente o directory di lavoro (\textit{current working directory})
599 che è quella a cui si fa riferimento quando un filename è espresso in forma
600 relativa, dove il relativa fa riferimento appunto a questa directory.
602 Quando un utente effettua il login questa directory viene settata alla
603 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
604 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
605 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
606 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
607 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
608 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
610 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode della
611 directory di lavoro corrente, per ottenere il pathname occorre usare una
612 apposita funzione di libreria, \func{getcwd}, il cui prototipo è:
613 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
614 Restituisce il filename completo della directory di lavoro corrente nella
615 stringa puntata da \var{buffer}, che deve essere precedentemente
616 allocata, per una dimensione massima di \var{size}.
618 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \var{buffer} se riesce,
619 \macro{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
620 \var{errno} è settata con i seguenti codici di errore:
622 \item[\macro{EINVAL}] L'argomento \var{size} è zero e \var{buffer} non
624 \item[\macro{ERANGE}] L'argomento \var{size} è più piccolo della
625 lunghezza del pathname.
626 \item[\macro{EACCESS}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
627 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
632 Il buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il pathname
633 completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le
634 dimensioni specificate con \var{size} la funzione restituisce un errore. Si
635 può anche specificare un puntatore nullo come \var{buffer}\footnote{questa è
636 una estensione allo standard POSIX.1, supportata da Linux}, nel qual caso la
637 stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari a \var{size}
638 qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del pathname
639 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
640 volta cessato il suo utilizzo.
642 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
643 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
644 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
645 dimensione superiore a \macro{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
646 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
647 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
648 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
649 funzione è deprecata.
651 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
652 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
653 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \macro{PWD},
654 che essendo costruita dalla shell può contenere anche dei riferimenti
655 simbolici; nel caso di \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
656 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
657 passaggio attraverso eventuali pathname.
659 Altre due funzioni, \func{chdir} e \func{fchdir}, vengono usate, come dice il
660 nome (che deriva da \textit{change directory}), per cambiare la directory di
661 lavoro corrente. Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi
662 ad esse anche tramite il file descriptor dell'interfaccia a basso livello, e
663 non solo tramite il filename, i prototipi di queste funzioni sono:
666 \funcdecl{int chdir(const char *path)}
667 Cambia la directory di lavoro corrente a quella specificata dal pathname
668 contenuto nella stringa \var{path}.
670 \funcdecl{int fchdir(int fd)} Analoga alla precedente, ma usa un file
671 descriptor invece del pathname.
673 \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono zero in caso di successo
674 e -1 per un errore, in caso di errore \var{errno} viene settata per
675 \func{chdir} ai valori:
677 \item[\macro{ENOTDIR}] Uno dei componenti di \param{path} non è una
679 \item[\macro{EACCESS}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti di
682 ed inoltre \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
683 \macro{ENOMEM}, \macro{ELOOP} e \macro{EIO}. Per \func{fchdir} invece gli
684 errori sono \macro{EBADF} e \macro{EACCES}.}
689 \subsection{I file temporanei}
690 \label{sec:file_temp_file}
692 Un'altra serie di funzioni definite dalle librerie standard del C sono quelle
693 che riguardano la creazione di file temporanei.
698 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
699 \label{sec:file_infos}
701 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni
702 generali relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle
703 informazioni relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode.
705 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
706 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
707 memorizzati nell'inode; esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare
708 tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la gestione del
709 controllo di accesso, trattate in in \secref{sec:file_access_control}).
712 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
713 \label{sec:file_stat}
715 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
716 delle funzioni \func{stat}; questa è la funzione che ad esempio usa il comando
717 \cmd{ls} per poter ottenere e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di
718 queste funzioni sono i seguenti:
720 \headdecl{sys/types.h}
721 \headdecl{sys/stat.h}
724 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
725 informazione del file specificato da \var{file\_name} e le inserisce in
728 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
729 \func{stat} eccetto che se il \var{file\_name} è un link simbolico vengono
730 lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
732 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
733 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
734 descriptor \var{filedes}.
736 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
737 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere uno dei
738 valori: \macro{EBADF}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR},
739 \macro{ELOOP}, \macro{EFAULT}, \macro{EACCESS}, \macro{ENOMEM},
740 \macro{ENAMETOOLONG}.}
743 La struttura \var{stat} è definita nell'header \file{sys/stat.h} e in
744 generale dipende dall'implementazione, la versione usata da Linux è mostrata
745 in \nfig, così come riportata dalla man page (in realtà la definizione
746 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
747 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
752 \begin{minipage}[c]{15cm}
753 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
755 dev_t st_dev; /* device */
756 ino_t st_ino; /* inode */
757 mode_t st_mode; /* protection */
758 nlink_t st_nlink; /* number of hard links */
759 uid_t st_uid; /* user ID of owner */
760 gid_t st_gid; /* group ID of owner */
761 dev_t st_rdev; /* device type (if inode device) */
762 off_t st_size; /* total size, in bytes */
763 unsigned long st_blksize; /* blocksize for filesystem I/O */
764 unsigned long st_blocks; /* number of blocks allocated */
765 time_t st_atime; /* time of last access */
766 time_t st_mtime; /* time of last modification */
767 time_t st_ctime; /* time of last change */
772 \caption{La struttura \var{stat} per la lettura delle informazioni dei
774 \label{fig:file_stat_struct}
777 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi nativi
778 del sistema (di quelli definiti in \tabref{tab:xxx_sys_types}, e dichiarati in
782 \subsection{I tipi di file}
783 \label{sec:file_types}
785 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e
786 alle directory esistono vari altri oggetti che possono stare su un filesystem;
787 il tipo di file è ritornato dalla \func{stat} nel campo \var{st\_mode}
788 (che è quello che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
790 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
791 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di files,
792 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni per link
793 simbolici e socket definite da BSD, l'elenco completo di tutte le macro è
798 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
800 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
803 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
804 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
805 \macro{S\_ISCHR(m)} & device a caratteri \\
806 \macro{S\_ISBLK(m)} & device a blocchi\\
807 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
808 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
809 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
812 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h})}
813 \label{tab:file_type_macro}
816 Oltre a queste macro è possibile usare direttamente il valore di
817 \var{st\_mode} per ricavare il significato dei vari bit in esso memorizzati,
818 per questo sempre in \file{sys/stat.h} sono definiti i flag riportati in
823 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
825 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
828 \macro{S\_IFMT} & 0170000 & bitmask per i bit del tipo di file \\
829 \macro{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket \\
830 \macro{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
831 \macro{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
832 \macro{S\_IFBLK} & 0060000 & device a blocchi \\
833 \macro{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
834 \macro{S\_IFCHR} & 0020000 & device a caratteri \\
835 \macro{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
837 \macro{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
838 \macro{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
839 \macro{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
841 % \macro{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
842 \macro{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
843 \macro{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
844 \macro{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
846 % \macro{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
847 \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
848 \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
849 \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
851 % \macro{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
852 \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
853 \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
854 \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
857 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
858 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h})}
859 \label{tab:file_mode_flags}
862 Il primo valore definisce la maschera dei bit usati nei quali viene
863 memorizzato il tipo di files, mentre gli altri possono essere usati per
864 effettuare delle selezioni sul tipo di file voluto, combinando opportunamente
865 i vari flag; ad esempio se si volesse controllare se un file è una directory o
866 un file ordinario si potrebbe definire la condizione:
867 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
868 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
870 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
871 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
874 \subsection{La dimensione dei file}
875 \label{sec:file_file_size}
877 Il membro \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se il file
878 è un file normale, nel caso di un link simbolico al dimensione è quella del
879 pathname che contiene).
881 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
882 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
883 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
884 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
885 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
887 Si tenga conto che lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è detto
888 che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della possibile
889 esistenza dei cosiddetti \textsl{buchi} (detti normalmente \textit{holes}) che
890 si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file dopo aver eseguito
891 una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la sua conclusione
894 In tal caso si avranno differenti risultati a seconda del modi in cui si
895 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
896 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
897 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
898 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
899 risultato di \cmd{ls}.
901 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
902 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
903 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
904 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
906 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
907 \macro{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
908 dimensione si possono usare le due funzioni:
910 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
911 length)} Fa si che la dimensione del file \var{file\_name} sia troncata ad
912 un valore massimo specificato da \var{lenght}.
914 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
915 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
918 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
919 un errore, nel qual caso \var{errno} viene settato opportunamente;
920 per \func{ftruncate} si hanno i valori:
922 \item[\macro{EBADF}] \var{fd} non è un file descriptor.
923 \item[\macro{EINVAL}] \var{fd} è un riferimento ad un socket, non a un file
924 o non è aperto in scrittura.
926 per \func{truncate} si hanno:
928 \item[\macro{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
929 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
930 \item[\macro{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
932 ed anche \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
933 \macro{EROFS}, \macro{EIO}, \macro{EFAULT}, \macro{ELOOP}.}
936 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
937 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
938 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
939 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
940 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
943 \subsection{I tempi dei file}
944 \label{sec:file_file_times}
946 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
947 nell'inode insieme agli altri attributi del file e possono essere letti
948 tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi della
949 struttura \var{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti
950 tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in \ntab, dove si è anche
951 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
956 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
958 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
959 & \textbf{Opzione} \\
962 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
963 \func{utime} & \cmd{-u}\\
964 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
965 \func{utime} & default\\
966 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
967 \func{utime} & \cmd{-c} \\
970 \caption{I tre tempi associati a ciascun file}
971 \label{tab:file_file_times}
974 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
975 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
976 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
977 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
978 secondo ad una modifica dell'inode; siccome esistono molte operazioni (come la
979 funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito) che modificano solo
980 le informazioni contenute nell'inode senza toccare il file, diventa necessario
981 l'utilizzo di un altro tempo.
983 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode, pertanto funzioni
984 come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
985 tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per cancellare i file
986 che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio \cmd{leafnode}
987 cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
989 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
990 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
991 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
992 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
993 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
994 nell'ultima colonna di \curtab.
996 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
997 illustrato in \ntab. Si sono riportati gli effetti sia per il file a cui si fa
998 riferimento, sia per la directory che lo contiene; questi ultimi possono
999 essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e cioè che anche le
1000 directory sono file (che contengono una lista di nomi) che il sistema tratta
1001 in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1003 Per questo motivo tutte le volte che compiremo una operazione su un file che
1004 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1005 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1006 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1007 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1013 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1015 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1016 \multicolumn{3}{|p{3cm}|}{\centering{File o directory di riferimento}}&
1017 \multicolumn{3}{|p{3cm}|}{\centering{Directory genitrice del riferimento}}
1018 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1021 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1022 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1023 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1024 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1025 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1026 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1027 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1028 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1031 \func{chmod}, \func{fchmod}
1032 & & &$\bullet$& & & & \\
1033 \func{chown}, \func{fchown}
1034 & & &$\bullet$& & & & \\
1036 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1037 \macro{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1038 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1039 con \macro{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1040 &$\bullet$& & & & & & \\
1042 & & &$\bullet$& & & & \\
1044 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1046 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1048 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1050 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1051 \macro{O\_CREATE} \\ \func{open}
1052 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1053 \macro{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1054 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1056 &$\bullet$& & & & & & \\
1058 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& using
1059 \func{unlink}\\ \func{remove}
1060 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& using
1061 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1062 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1063 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1064 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1065 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1066 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1068 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1070 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1072 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1075 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1076 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1077 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1078 \label{tab:file_times_effects}
1081 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1082 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in unix non
1083 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1084 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1085 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1088 \subsection{La funzione \func{utime}}
1089 \label{sec:file_utime}
1091 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1092 funzione \func{utime}, il cui prototipo è:
1093 \begin{prototype}{utime.h}
1094 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1096 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode specificato da
1097 \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime} di
1098 \param{times}. Se questa è \macro{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1100 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in caso
1101 di errore, nel qual caso \var{errno} è settata opportunamente.
1103 \item[\macro{EACCESS}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1104 \item[\macro{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1108 La struttura \var{utimebuf} usata da \func{utime} è definita come:
1109 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1111 time_t actime; /* access time */
1112 time_t modtime; /* modification time */
1116 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1117 cosa è l'argomento \param{times}; se è \macro{NULL} la funzione setta il tempo
1118 corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece si è
1119 specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari del
1120 file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1122 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1123 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1124 volte che si modifica l'inode (quindi anche alla chiamata di \func{utime}).
1125 Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si possa
1126 modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In realtà la
1127 cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al device, scrivendo
1128 direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente
1129 in questo modo la cosa è molto più complicata da realizzare.
1133 \section{Il controllo di accesso ai file}
1134 \label{sec:file_access_control}
1136 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1137 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1138 filesystem standard. In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
1139 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1142 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1143 \label{sec:file_perm_overview}
1145 Il controllo di accesso ai file in unix segue un modello abbastanza semplice
1146 (ma adatto alla gran parte delle esigenze) in cui si dividono i permessi su
1147 tre livelli. Si tenga conto poi che quanto diremo è vero solo per filesystem
1148 di tipo unix, e non è detto che sia applicabile a un filesystem
1149 qualunque\footnote{ed infatti non è vero per il filesystem vfat di Windows,
1150 per il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1151 fase di montaggio}. Esistono inoltre estensioni che permettono di
1152 implementare le ACL (\textit{Access Control List}) che sono un meccanismo di
1153 controllo di accesso molto più sofisticato.
1155 Ad ogni file unix associa sempre l'utente che ne è proprietario (il cosiddetto
1156 \textit{owner}) e il gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo degli
1157 identificatori di utenti e gruppi (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1158 sono accessibili da programma tramite i campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid}
1159 della struttura \var{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}). Ad ogni file
1160 viene inoltre associato un insieme di permessi che sono divisi in tre classi,
1161 e cioè attribuiti rispettivamente all'utente proprietario del file, a un
1162 qualunque utente faccia parte del gruppo cui appartiene il file, e a tutti gli
1165 I permessi, così come vengono presi dai comandi e dalle routine di sistema,
1166 sono espressi da un numero di 12 bit; di questi i nove meno significativi sono
1167 usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di lettura, scrittura ed
1168 esecuzione (indicati nei comandi di sistema con le lettere \cmd{w}, \cmd{r} e
1169 \cmd{x}) ed applicabili rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti
1170 gli altri. I restanti tre bit (\acr{suid}, \acr{sgid}, e
1171 \textsl{sticky}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse
1172 su cui torneremo in seguito (vedi \secref{sec:file_suid_sgid} e
1173 \secref{sec:file_sticky}).
1175 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni generali, sono tenuti per
1176 ciascun file nell'inode; in particolare essi sono contenuti in alcuni bit
1177 del campo \var{st\_mode} della struttura letta da \func{stat} (di nuovo si veda
1178 \secref{sec:file_stat} per i dettagli).
1180 In genere ci si riferisce a questo raggruppamento dei permessi usando le
1181 lettere \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o}
1182 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
1183 insieme si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
1184 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel
1185 VMS, si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner},
1186 \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione.
1187 Le costanti che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel
1188 campo \var{st\_mode} sono riportate in \ntab.
1193 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1195 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1198 \macro{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1199 \macro{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1200 \macro{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1202 \macro{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1203 \macro{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1204 \macro{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1206 \macro{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1207 \macro{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1208 \macro{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1211 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1212 \texttt{<sys/stat.h>}}
1213 \label{tab:file_bit_perm}
1216 Questi permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a
1217 seconda che si riferiscano a file, link simbolici o directory, qui ci
1218 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1221 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1222 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1223 il pathname, e lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1224 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1226 Per una directory infatti il permesso di esecuzione ha il significato
1227 specifico che essa può essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed
1228 è distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
1229 contenuto della directory. Questo significa che se si ha il permesso di
1230 esecuzione senza permesso di lettura si potrà lo stesso aprire un file in una
1231 directory (se si hanno i permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà
1232 vederlo con \cmd{ls} (per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per
1235 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni di
1236 sola lettura (\macro{O\_RDONLY}) o di lettura/scrittura (\macro{O\_RDWR}) e
1237 leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura consente di aprire un
1238 file in sola scrittura (\macro{O\_WRONLY}) o lettura/scrittura
1239 (\macro{O\_RDWR}) e modificarne il contenuto, lo stesso permesso è necessario
1240 per poter troncare il file con l'opzione \macro{O\_TRUNC}.
1242 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1243 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1244 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1245 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1246 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1247 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1248 rimuovendo la voce che ad esso fa rifermento).
1250 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1251 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1252 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1255 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1256 fa riferimento; per questo in genere \cmd{ls} per un link simbolico riporta
1257 tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso appartiene vengono
1258 ignorati quando il link viene risolto, vengono controllati solo quando viene
1259 richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è in una directory con lo
1260 \textsl{sticky bit} settato (si veda \secref{sec:file_sticky}).
1262 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1263 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1264 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1265 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\textit{effective user id},
1266 l'\textit{effective group id} e gli eventuali \textit{supplementary group id}
1267 del processo\footnote{in realtà Linux per quanto riguarda l'accesso ai file
1268 utilizza al posto degli \textit{effective id} i \textit{filesystem id} (si
1269 veda \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai
1270 primi, eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo
1273 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1274 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1275 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'\textit{effective user id} e
1276 l'\textit{effective group id} corrispondono a \acr{uid} e \acr{gid}
1277 dell'utente che ha lanciato il processo, mentre i \textit{supplementary group
1278 id} sono quelli dei gruppi cui l'utente appartiene.
1280 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1281 di accesso sono i seguenti:
1283 \item Se l'\textit{effective user id} del processo è zero (corrispondente
1284 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1285 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1287 \item Se l'\textit{effective user id} del processo è uguale all'\acr{uid} del
1288 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1291 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1292 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1293 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1294 settato, l'accesso è consentito
1295 \item altrimenti l'accesso è negato
1297 \item Se l'\textit{effective group id} del processo o uno dei
1298 \textit{supplementary group id} dei processi corrispondono al \acr{gid} del
1301 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è settato, l'accesso è
1303 \item altrimenti l'accesso è negato
1305 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è settato,
1306 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1309 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1310 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file
1311 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1312 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati; lo stesso vale se il
1313 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1314 tutti gli altri non vengono controllati.
1317 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1318 \label{sec:file_suid_sgid}
1320 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1321 campo \var{st\_mode} usati per il controllo di accesso oltre ai bit dei
1322 permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che vengono usati per indicare
1323 alcune proprietà speciali dei file. Due di questi sono i bit detti
1324 \acr{suid} (o \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (o
1325 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1326 \macro{S\_ISUID} e \macro{S\_ISGID}.
1328 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1329 programma il comportamento normale del kernel è quello di settare
1330 l'\textit{effective user id} e l'\textit{effective group id} del nuovo
1331 processo all'\acr{uid} e al \acr{gid} del processo corrente, che normalmente
1332 corrispondono dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1334 Se però il file del programma\footnote{per motivi di sicurezza il kernel
1335 ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid} per gli script eseguibili} (che
1336 ovviamente deve essere eseguibile) ha il bit \acr{suid} settato, il kernel
1337 assegnerà come \textit{effective user id} al nuovo processo l'\acr{uid} del
1338 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1339 il bit \acr{sgid} settato ha lo stesso effetto sull'\textit{effective group
1342 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
1343 di usare programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio classico è
1344 il comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle
1345 password, quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore,
1346 ma non è necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria
1347 password. Infatti il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit
1348 \acr{suid} settato per cui quando viene lanciato da un utente normale parte
1349 con i privilegi di root.
1351 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
1352 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
1353 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
1354 usati per guadagnare privilegi non consentiti (torneremo sull'argomento in
1355 \secref{sec:proc_perms}).
1357 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere
1358 rilevata con il comando \cmd{ls -l}, in tal caso comparirà la lettera \cmd{s}
1359 al posto della \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La
1360 stessa lettera \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per settare
1361 questi bit. Infine questi bit possono essere controllati all'interno di
1362 \var{st\_mode} con l'uso delle due costanti \macro{S\_ISUID} e
1363 \macro{S\_IGID}, i cui valori sono riportati in
1364 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1366 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
1367 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVR4 per indicare
1368 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
1369 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
1372 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione
1373 mutuata da SVR4. Il caso in cui il file abbia il bit \acr{sgid} settato ma
1374 non il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare per
1375 quel file il \textit{mandatory locking} (argomento che affronteremo nei
1376 dettagli in \secref{sec:file_mand_locking}).
1379 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
1380 \label{sec:file_sticky}
1382 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \macro{S\_ISVTX}, è in
1383 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi unix. A quell'epoca infatti la
1384 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
1385 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
1386 si poteva settare questo bit.
1388 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
1389 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
1390 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
1391 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
1392 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
1393 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
1394 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
1395 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
1397 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
1398 l'amministratore era in grado di settare questo bit, che venne chiamato anche
1399 con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della costante.
1400 Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
1401 sostanzialmente inutile questo procedimento.
1403 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
1404 assunto un uso corrente per le directory\footnote{lo \textsl{sticky bit} per
1405 le directory è una estensione non definita nello standard POSIX, Linux però
1406 la supporta, così come BSD e SVR4}, in questo caso se il bit è settato un
1407 file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha il permesso
1408 di scrittura ed inoltre è vera una delle seguenti condizioni:
1410 \item l'utente è proprietario del file
1411 \item l'utente è proprietario della directory
1412 \item l'utente è l'amministratore
1414 un classico esempio di directory che ha questo bit settato è \file{/tmp}, i
1415 permessi infatti di solito sono settati come:
1418 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
1420 in questo modo chiunque può leggere, scrivere ed eseguire i file temporanei
1421 ivi memorizzati, sia crearne di nuovi, ma solo l'utente che ha creato un file
1422 nella directory potrà cancellarlo o rinominarlo, così si può evitare che un
1423 utente possa, più o meno consapevolmente, cancellare i file degli altri.
1426 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
1427 \label{sec:file_ownership}
1429 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} come creare nuovi file, ma se è
1430 possibile specificare in sede di creazione quali permessi applicare ad un
1431 file, non si può indicare a quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo
1432 stesso problema di presenta per la creazione di nuove directory (procedimento
1433 descritto in \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
1435 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
1436 all'\textit{effective user id} del processo che lo crea; per il \acr{gid}
1437 invece prevede due diverse possibilità:
1439 \item il \acr{gid} del file corrisponde all'\textit{effective group id} del
1441 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
1444 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
1445 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
1446 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
1447 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
1448 bit \acr{sgid} settato allora viene usata la seconda opzione.
1450 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
1451 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
1452 partenza, in tutte le sottodirectory. La semantica SVR4 offre una maggiore
1453 possibilità di scelta, ma per ottenere lo stesso risultato necessita che per
1454 le nuove directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è
1455 comunque il comportamento di default di \func{mkdir}, ed é in questo modo ad
1456 esempio che Debian assicura che le sottodirectory create nelle home di un
1457 utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
1460 \subsection{La funzione \func{access}}
1461 \label{sec:file_access}
1463 Come detto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad
1464 un file viene fatto usando \textit{effective user id} e \textit{effective
1465 group id} del processo, ma ci sono casi in cui si può voler effettuare il
1466 controllo usando il \textit{real user id} e il \textit{real group id} (cioè
1467 l'\acr{uid} dell'utente che ha lanciato il programma, che, come accennato in
1468 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in \secref{sec:proc_perms} non è
1469 detto sia uguale all'\textit{effective user id}). Per far questo si può usare
1470 la funzione \func{access}, il cui prototipo è:
1471 \begin{prototype}{unistd.h}
1472 {int access(const char *pathname, int mode)}
1474 Verifica i permessi di accesso, indicati da \var{mode}, per il file indicato
1477 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 altrimenti; in
1478 quest'ultimo caso la variabile \var{errno} viene settata secondo i codici di
1479 errore: \macro{EACCES}, \macro{EROFS}, \macro{EFAULT}, \macro{EINVAL},
1480 \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ELOOP},
1484 I valori possibili per il parametro \var{mode} sono esprimibili come
1485 combinazione delle costanti numeriche riportate in \ntab\ (attraverso un OR
1486 binario). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del
1487 file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \macro{F\_OK}, o
1488 anche direttamente \func{stat}. In caso \var{pathname} si riferisca ad un link
1489 simbolico il controllo è fatto sul file a cui esso fa riferimento.
1491 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
1492 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
1493 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
1494 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
1495 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
1496 contrario (o di errore) ritorna -1.
1500 \begin{tabular}{|c|l|}
1502 \textbf{\var{mode}} & \textbf{Significato} \\
1505 \macro{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
1506 \macro{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
1507 \macro{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
1508 \macro{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
1511 \caption{Valori possibile per il parametro \var{mode} della funzione
1513 \label{tab:file_access_mode_val}
1516 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
1517 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (attraverso l'uso del
1518 \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i permessi per
1519 accedere ad un certo file.
1522 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
1523 \label{sec:file_chmod}
1525 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
1526 funzioni, che operano rispettivamente su un filename e su un file descriptor,
1527 i loro prototipi sono:
1529 \headdecl{sys/types.h}
1530 \headdecl{sys/stat.h}
1532 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
1533 file indicato da \var{path} al valore indicato da \var{mode}.
1535 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
1536 il file descriptor \var{fd} per indicare il file.
1538 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
1539 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
1541 \item[\macro{EPERM}] L'\textit{effective user id} non corrisponde a quello
1542 del proprietario del file o non è zero.
1544 ed inoltre \macro{EROFS} e \macro{EIO}; \func{chmod} restituisce anche
1545 \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM},
1546 \macro{ENOTDIR}, \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchmod} anche
1550 I valori possibili per \var{mode} sono indicati in \ntab. I valori possono
1551 esser combinati con l'OR binario delle relative costanti simboliche, o
1552 specificati direttamente, come per l'analogo comando di shell, con il valore
1553 numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei permessi sono
1554 divisibili in gruppi di tre). Ad esempio i permessi standard assegnati ai
1555 nuovi file (lettura e scrittura per il proprietario, sola lettura per il
1556 gruppo e gli altri) sono corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma
1557 invece avrebbe anche il bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se
1558 si volesse attivare il bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
1563 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
1565 \textbf{\var{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1568 \macro{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
1569 \macro{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
1570 \macro{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
1572 \macro{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
1573 \macro{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
1574 \macro{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
1575 \macro{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
1577 \macro{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
1578 \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
1579 \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
1580 \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
1582 \macro{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
1583 \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
1584 \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
1585 \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
1588 \caption{I valori delle costanti usate per indicare i permessi dei file.}
1589 \label{tab:file_permission_const}
1592 Il cambiamento dei permessi di un file attraverso queste funzioni ha comunque
1593 alcune limitazioni, provviste per motivi di sicurezza. Questo significa che
1594 anche se si è proprietari del file non tutte le operazioni sono permesse, in
1597 \item siccome solo l'amministratore può settare lo \textit{sticky bit}; se
1598 l'\textit{effective user id} del processo non è zero esso viene
1599 automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato
1600 indicato in \var{mode}.
1601 \item per via della semantica SVR4 nella creazione dei nuovi file, si può
1602 avere il caso in cui il file creato da un processo è assegnato a un gruppo
1603 per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare che si possa
1604 assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo per cui
1605 non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato (senza
1606 notifica di errore) da \var{mode} qualora il gruppo del file non corrisponda
1607 a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
1608 l'\textit{effective user id} del processo è zero).
1611 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
1612 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
1613 misura di sicurezza, volta ad scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
1614 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit qualora un
1615 processo che non appartenga all'amministratore scriva su un file. In questo
1616 modo anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può
1617 scrivere, un eventuale modifica comporterà la perdita di ogni ulteriore
1620 \subsection{La funzione \func{umask}}
1621 \label{sec:file_umask}
1623 Oltre che dai valori indicati in sede di creazione, i permessi assegnati ai
1624 nuovi file sono controllati anche da una maschera di bit settata con la
1625 funzione \func{umask}, il cui prototipo è:
1626 \begin{prototype}{stat.h}
1627 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
1629 Setta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \var{mask}
1630 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
1632 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
1633 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
1636 Questa maschera è una caratteristica di ogni processo e viene utilizzata per
1637 impedire che alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di
1638 creazione, i bit indicati nella maschera vengono infatti esclusi quando un
1639 nuovo file viene creato.
1641 In genere questa maschera serve per impostare un default che escluda alcuni
1642 permessi (usualmente quello di scrittura per il gruppo e gli altri,
1643 corrispondente ad un valore di $022$). Essa è utile perché le routine
1644 dell'interfaccia ANSI C degli stream non prevedono l'esistenza dei permessi, e
1645 pertanto tutti i nuovi file vengono sempre creati con un default di $666$
1646 (cioè permessi di lettura e scrittura per tutti, si veda
1647 \tabref{tab:file_permission_const} per un confronto); in questo modo è
1648 possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti, senza doverlo fare
1651 In genere il valore di \func{umask} viene stabilito una volta per tutte al
1652 login a $022$, e di norma gli utenti non hanno motivi per modificarlo. Se però
1653 si vuole che un processo possa creare un file che chiunque possa leggere
1654 allora occorrerà cambiare il valore di \func{umask}.
1657 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
1658 \label{sec:file_chown}
1660 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
1661 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
1662 sono tre e i loro prototipi sono i seguenti:
1664 \headdecl{sys/types.h}
1665 \headdecl{sys/stat.h}
1667 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
1668 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
1669 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
1671 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
1672 specificati dalle variabili \var{owner} e \var{group}.
1674 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
1675 un errore, in caso di errore \texttt{errno} viene settato ai valori:
1677 \item[\macro{EPERM}] L'\textit{effective user id} non corrisponde a quello
1678 del proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
1680 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \macro{EROFS} e
1681 \macro{EIO}; \func{chown} restituisce anche \macro{EFAULT},
1682 \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENOTDIR},
1683 \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchown} anche \macro{EBADF}.}
1686 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
1687 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
1688 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
1689 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
1690 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
1691 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
1693 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
1694 in link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}\footnote{fino alla
1695 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
1696 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
1697 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
1698 \func{chown} che seguisse i link simbolici}. La funzione \func{fchown} opera
1699 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
1700 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
1701 valore per \var{owner} e \var{group} i valori restano immutati.
1703 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
1704 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
1705 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
1706 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
1707 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
1709 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
1710 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
1711 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
1712 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
1713 %\secref{sec:file_times}).