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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 \index{inode} 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 \index{inode}
65 inode di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche che nessuno di
66 questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o originalità
67 rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento allo stesso
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 \index{inode} inode già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si
72 suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
73 \textit{hard 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 \itindex{pathname}
107 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
108 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
109 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 \index{inode}
157 inode. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel caso di
158 socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove il
159 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 \index{inode} nell'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 \index{inode} nell'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 \itindex{pathname}
259 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
260 \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=8cm]{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 \itindex{pathname}
525 \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 \itindex{pathname}
561 \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 \index{inode} all'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 \index{inode} all'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 \index{file!di~dispositivo} file di
578 dispositivo e le fifo (i socket sono un caso a parte, che tratteremo in
579 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 \index{inode} 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 \index{inode} l'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 \index{tipo!opaco} 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 era 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
834 valore mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite
835 anche 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(*filter)(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{filter}) 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 un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
917 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
918 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
919 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
920 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
921 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
923 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
924 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
925 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
926 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
927 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
928 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
929 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
930 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
931 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
932 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
933 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
934 si deve passare il suo indirizzo.}
936 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
937 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
938 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
942 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
944 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
946 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
948 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
949 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
950 maggiore del secondo.}
953 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
954 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
955 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
956 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
957 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
958 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
959 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
960 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
961 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
962 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
963 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque
964 dopo \texttt{file4}.)
966 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
967 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
968 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
969 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
970 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
974 \footnotesize \centering
975 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
976 \includecodesample{listati/my_ls.c}
978 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
980 \label{fig:file_my_ls}
983 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
984 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
985 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
986 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
988 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
989 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
990 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
991 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
992 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
994 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
995 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
996 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
997 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
998 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
1000 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
1001 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
1002 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
1003 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
1005 \begin{figure}[!htb]
1006 \footnotesize \centering
1007 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1008 \includecodesample{listati/DirScan.c}
1010 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
1011 file \file{DirScan.c}.}
1012 \label{fig:file_dirscan}
1015 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1016 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
1017 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
1018 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1019 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1022 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1023 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione
1024 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
1025 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
1026 (\texttt{\small 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
1027 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
1028 della funzione \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo
1029 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
1030 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
1031 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
1032 ottenere le dimensioni.}
1034 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1035 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1036 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1037 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1038 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1039 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1040 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1041 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1044 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1045 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1046 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1047 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1048 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1049 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1050 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1051 concluse con successo.
1054 \subsection{La directory di lavoro}
1055 \label{sec:file_work_dir}
1059 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1060 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1061 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1062 quando un \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} è espresso in forma
1063 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1066 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1067 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1068 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1069 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1070 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1071 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1072 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1074 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo \index{inode}
1075 dell'inode della directory di lavoro, per ottenere il \textit{pathname}
1076 occorre usare una apposita funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui
1078 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1079 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
1081 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1082 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1083 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1085 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1087 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1088 lunghezza del \textit{pathname}.
1089 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1090 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
1095 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
1096 lavoro nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
1097 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
1098 buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il
1099 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
1100 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
1103 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1104 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1105 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1106 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1107 della lunghezza esatta del \textit{pathname} altrimenti. In questo caso ci si
1108 deve ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1110 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
1111 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
1112 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1113 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1114 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
1115 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
1116 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
1117 principale per cui questa funzione è deprecata.
1119 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1120 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1121 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1122 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
1123 comprendente anche dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo
1124 il \textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro l'albero della directory,
1125 si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1127 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1128 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1129 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1130 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1131 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1133 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1134 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1136 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1137 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1140 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1141 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1143 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1144 quale si hanno i permessi di accesso.
1146 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1147 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
1148 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1149 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1150 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1153 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1154 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1157 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1158 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1159 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1160 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1161 specificata da \param{fd}.
1167 \subsection{I file temporanei}
1168 \label{sec:file_temp_file}
1170 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1171 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1172 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1173 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1174 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
1175 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
1176 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
1178 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1179 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1180 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1181 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1182 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1183 non esistente al momento dell'invocazione.
1185 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1186 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1188 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1189 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1190 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1191 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1192 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1193 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1194 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1195 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1197 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1198 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
1199 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1200 esplicitamente, il suo prototipo è:
1201 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1202 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1203 non esistente al momento dell'invocazione.
1205 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1206 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1207 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1210 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1211 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1212 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1213 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1214 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1215 la prima valida delle seguenti:
1217 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1218 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
1219 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1220 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1221 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1222 \item la directory \file{/tmp}.
1225 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1226 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1227 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1228 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1229 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1230 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1231 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1234 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1235 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, il cui prototipo è:
1236 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1237 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1239 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1240 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1241 caso \var{errno} assumerà i valori:
1243 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1244 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1246 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1247 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1249 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1250 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1251 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1252 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1253 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1254 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \itindex{race~condition}
1255 \textit{race condition}.
1257 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1258 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1259 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1260 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1261 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
1263 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1264 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1267 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1268 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1271 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1274 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1275 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1276 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
1277 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1278 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1279 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1280 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1281 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1284 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1285 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1287 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1288 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1289 finali di \param{template}.
1291 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1292 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1294 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1295 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1296 contenuto di \param{template} è indefinito.
1299 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1300 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1301 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1302 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1303 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1304 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1305 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1306 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1307 contenuti del file.} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
1309 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1310 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1311 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1312 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1313 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1314 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1316 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1317 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1320 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1322 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1324 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1325 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione
1326 della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
1327 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
1330 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
1331 \label{sec:file_infos}
1333 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1334 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1335 relative al controllo di accesso, sono mantenute \index{inode} nell'inode.
1337 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1338 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1339 memorizzati \index{inode} nell'inode; esamineremo poi le varie funzioni usate
1340 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1341 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1342 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
1345 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
1346 \label{sec:file_stat}
1348 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1349 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1350 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1351 e mostrare tutti i dati relativi ad un file. I prototipi di queste funzioni
1354 \headdecl{sys/types.h}
1355 \headdecl{sys/stat.h}
1358 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1359 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1362 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1363 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1364 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1366 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1367 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1368 descriptor \param{filedes}.
1370 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1371 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1372 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1373 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1375 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1376 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1378 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1379 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1380 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
1381 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1382 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1383 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1385 \begin{figure}[!htb]
1388 \begin{minipage}[c]{15cm}
1389 \includestruct{listati/stat.h}
1392 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1394 \label{fig:file_stat_struct}
1397 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1398 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1399 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1402 \subsection{I tipi di file}
1403 \label{sec:file_types}
1405 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1406 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1407 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
1408 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
1409 una struttura \struct{stat}.
1411 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1412 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1413 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1414 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
1415 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
1416 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
1420 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1422 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1425 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1426 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1427 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1428 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1429 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1430 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1431 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
1434 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1435 \label{tab:file_type_macro}
1438 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1439 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1440 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1441 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1442 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
1444 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1445 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1446 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1447 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1448 un'opportuna combinazione.
1453 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1455 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1458 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1459 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket \\
1460 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1461 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1462 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1463 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1464 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1465 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1467 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \itindex{suid~bit} \\
1468 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \itindex{sgid~bit} \\
1469 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \itindex{sticky~bit}\\
1471 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1472 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1473 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1474 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1476 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1477 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1478 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1479 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1481 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1482 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1483 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1484 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1487 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1488 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1489 \label{tab:file_mode_flags}
1492 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1493 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1495 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1496 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1497 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1500 \subsection{Le dimensioni dei file}
1501 \label{sec:file_file_size}
1503 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
1504 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
1505 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
1506 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
1508 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1509 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1510 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1511 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1512 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1514 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1515 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1516 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1517 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1518 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) oltre la
1521 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1522 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1523 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1524 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1525 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1526 risultato di \cmd{ls}.
1528 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1529 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1530 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1531 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1533 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1534 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1535 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1536 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1538 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1539 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1540 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1542 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1543 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1544 descriptor \param{fd}.
1546 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1547 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1548 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1550 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1551 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
1552 file o non è aperto in scrittura.
1554 per \func{truncate} si hanno:
1556 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1557 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
1559 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1561 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1562 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1565 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1566 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1567 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1568 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1569 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1572 \subsection{I tempi dei file}
1573 \label{sec:file_file_times}
1575 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1576 \index{inode} nell'inode insieme agli altri attributi del file e possono
1577 essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso
1578 tre campi della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
1579 significato di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1580 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
1581 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
1586 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1588 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1589 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1592 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1593 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1594 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1595 \func{utime} & default\\
1596 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1597 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1600 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1601 \label{tab:file_file_times}
1604 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1605 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1606 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1607 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1608 secondo ad una modifica \index{inode} dell'inode; siccome esistono molte
1609 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1610 che modificano solo le informazioni contenute \index{inode} nell'inode senza
1611 toccare il contenuto del file, diventa necessario l'utilizzo di un altro
1614 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso \index{inode} all'inode,
1615 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1616 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1617 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1618 il programma \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo
1624 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1626 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1627 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1628 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1629 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1630 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1631 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1634 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1635 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1636 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1637 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1638 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1639 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1640 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1641 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1644 \func{chmod}, \func{fchmod}
1645 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1646 \func{chown}, \func{fchown}
1647 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1649 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1650 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1651 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
1652 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1653 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1655 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1657 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1659 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1661 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1663 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1664 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1665 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & con
1666 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1667 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1669 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1671 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1672 \func{unlink}\\ \func{remove}
1673 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1674 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1675 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1676 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1677 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1678 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1679 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1681 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1683 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1685 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1688 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1689 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1690 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1691 \label{tab:file_times_effects}
1695 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1696 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1697 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1698 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1699 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1700 nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}.
1702 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1703 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1704 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1705 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1706 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1707 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1709 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1710 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1711 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1712 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1713 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1716 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1717 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1718 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1719 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1720 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1722 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1723 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1724 \begin{prototype}{utime.h}
1725 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1727 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica \index{inode} dell'inode
1728 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1729 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1731 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1732 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1734 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1735 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1739 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1740 \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
1741 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1742 valori che si vogliono impostare per tempi.
1744 \begin{figure}[!htb]
1745 \footnotesize \centering
1746 \begin{minipage}[c]{15cm}
1747 \includestruct{listati/utimbuf.h}
1750 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1752 \label{fig:struct_utimebuf}
1755 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1756 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1757 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1758 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1759 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1761 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1762 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1763 volte che si modifica \index{inode} l'inode (quindi anche alla chiamata di
1764 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1765 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1766 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1767 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1768 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1773 \section{Il controllo di accesso ai file}
1774 \label{sec:file_access_control}
1776 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1777 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1778 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1779 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1780 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1781 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1782 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1785 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1786 \label{sec:file_perm_overview}
1788 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1789 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1790 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1791 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1792 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1793 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1794 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1795 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1796 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1799 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1800 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1801 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1802 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1803 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1804 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1805 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1806 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1807 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1809 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1811 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1812 dall'inglese \textit{write}).
1813 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1814 dall'inglese \textit{execute}).
1816 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1818 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1819 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1821 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1824 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1825 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1826 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1827 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1831 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1832 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1833 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
1834 \label{fig:file_perm_bit}
1837 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
1838 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
1839 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
1840 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1841 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
1842 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
1844 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1845 memorizzati \index{inode} nell'inode; in particolare essi sono contenuti in
1846 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1847 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
1849 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1850 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1851 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1852 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1853 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1854 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1855 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1856 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1857 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
1862 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1864 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1867 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1868 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1869 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1871 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1872 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1873 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1875 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1876 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1877 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1880 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1881 \texttt{<sys/stat.h>}}
1882 \label{tab:file_bit_perm}
1885 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1886 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1887 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1890 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
1891 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
1892 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
1893 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
1894 diritto di esecuzione).
1896 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1897 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
1898 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
1899 che si può leggere il contenuto della directory.
1901 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1902 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1903 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1904 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1907 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1908 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1909 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1910 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1911 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1913 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1914 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1915 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1916 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1917 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1918 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1919 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1921 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1922 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1923 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1926 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1927 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1928 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1929 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1930 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1931 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
1932 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1934 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1935 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1936 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1937 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1938 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1939 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
1940 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1941 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1942 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1945 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1946 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1947 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1948 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1949 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1950 cui l'utente appartiene.
1952 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1953 di accesso sono i seguenti:
1955 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1956 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1957 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1959 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1960 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1963 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1964 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1965 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1966 impostato, l'accesso è consentito
1967 \item altrimenti l'accesso è negato
1969 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1970 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1972 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1974 \item altrimenti l'accesso è negato
1976 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1977 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1980 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1981 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1982 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1983 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1984 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1985 tutti gli altri non vengono controllati.
1988 \subsection{I bit dei permessi speciali}
1989 \label{sec:file_special_perm}
1994 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1995 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1996 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1997 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1998 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1999 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
2000 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
2002 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
2003 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
2004 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
2005 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
2006 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
2008 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
2009 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
2010 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
2011 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
2012 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
2013 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
2016 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2017 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
2018 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2019 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2020 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2021 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2022 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2025 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2026 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2027 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2028 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2029 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
2031 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2032 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2033 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2034 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2035 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2036 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2037 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2039 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2040 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2041 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2042 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
2045 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
2046 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2047 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2048 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
2049 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
2050 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
2056 \itindbeg{sticky~bit}
2058 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2059 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2060 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
2061 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2062 si poteva impostare questo bit.
2064 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
2065 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
2066 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
2067 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
2068 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
2069 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
2070 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
2071 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
2073 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2074 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2075 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2076 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2077 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2079 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
2080 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
2081 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2082 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2083 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2084 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2087 \item l'utente è proprietario del file
2088 \item l'utente è proprietario della directory
2089 \item l'utente è l'amministratore
2091 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2092 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2095 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2097 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2098 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2099 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2100 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2101 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2102 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2104 \itindend{sticky~bit}
2106 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
2107 \label{sec:file_perm_management}
2109 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2110 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo;
2111 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID
2112 reale ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
2113 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
2114 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
2115 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2117 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2118 \begin{prototype}{unistd.h}
2119 {int access(const char *pathname, int mode)}
2121 Verifica i permessi di accesso.
2123 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2124 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2127 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2128 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2129 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2130 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2131 un filesystem montato in sola lettura.
2133 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2134 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2137 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2138 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2139 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2140 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
2141 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
2142 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
2143 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
2144 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
2145 sul file a cui esso fa riferimento.
2147 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2148 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2149 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2150 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2151 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2152 contrario (o di errore) ritorna -1.
2156 \begin{tabular}{|c|l|}
2158 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2161 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2162 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2163 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2164 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2167 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2169 \label{tab:file_access_mode_val}
2172 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2173 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2174 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
2175 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
2177 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2178 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2179 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2181 \headdecl{sys/types.h}
2182 \headdecl{sys/stat.h}
2184 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2185 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2187 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2188 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2190 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2191 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2193 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2194 proprietario del file o non è zero.
2195 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2197 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2198 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2199 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2202 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2203 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2204 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2210 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2212 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2215 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \itindex{suid~bit} \\
2216 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \itindex{sgid~bit}\\
2217 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \itindex{sticky~bit}\\
2219 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2220 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2221 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2222 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2224 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2225 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2226 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2227 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2229 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2230 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2231 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2232 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2235 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2236 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2237 \label{tab:file_permission_const}
2240 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2241 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2242 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2243 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2244 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2245 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2246 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
2247 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2249 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2250 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2251 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2252 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2253 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2255 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2256 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2257 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2258 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2259 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2261 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2262 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2263 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2264 in particolare accade che:
2266 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
2267 \textit{sticky bit}, se l'user-ID effettivo del processo non è zero esso
2268 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
2269 stato indicato in \param{mode}.
2270 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
2271 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
2272 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
2273 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
2274 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
2275 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
2276 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
2277 (la cosa non avviene quando l'user-ID effettivo del processo è zero).
2280 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
2281 \textsl{ext3}, \textsl{reiserfs}) supportano questa caratteristica, che è
2282 mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore misura di sicurezza, volta
2283 a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit \acr{suid} e \acr{sgid}; essa
2284 consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai permessi di un file
2285 qualora un processo che non appartenga all'amministratore\footnote{per la
2286 precisione un processo che non dispone della capability
2287 \const{CAP\_FSETID}.} effettui una scrittura. In questo modo anche se un
2288 utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale
2289 modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
2291 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2292 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2293 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2294 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2295 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2296 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2297 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2298 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2300 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2301 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2302 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2303 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2304 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2305 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2306 vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2307 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2308 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2309 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2312 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2313 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2314 \begin{prototype}{stat.h}
2315 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2317 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2318 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2320 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2321 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2324 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2325 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2326 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2327 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2328 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2329 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2333 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
2334 \label{sec:file_ownership_management}
2336 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2337 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2338 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2339 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2340 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2341 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
2343 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2344 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2345 due diverse possibilità:
2347 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2348 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2351 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2352 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2353 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2354 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2355 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2357 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2358 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2359 partenza, in tutte le sotto-directory.
2361 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2362 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2363 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2364 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2365 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2366 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2368 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2369 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2370 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2373 \headdecl{sys/types.h}
2374 \headdecl{sys/stat.h}
2376 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2377 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2378 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2380 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2381 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2383 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2384 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2386 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2387 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2389 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2390 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2391 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2392 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2395 In Linux soltanto l'amministratore (in sostanza un processo con la
2396 \itindex{capabilities} capability \const{CAP\_CHOWN}) può cambiare il
2397 proprietario di un file, seguendo la semantica di BSD che non consente agli
2398 utenti di assegnare i loro file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti
2399 delle quote). L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il
2400 proprietario può cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il
2401 nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
2403 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2404 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2405 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2406 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2407 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2408 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2409 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2410 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2411 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2413 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2414 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
2415 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
2416 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
2417 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
2418 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}.
2421 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2422 \label{sec:file_riepilogo}
2424 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2425 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2426 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2427 da poter fornire un quadro d'insieme.
2429 In tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari
2430 bit per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per
2431 proprietario, gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2432 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non
2433 ha alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2438 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2440 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2441 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2442 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2443 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2444 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2446 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2449 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2450 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2451 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
2452 \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2453 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2454 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2455 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2456 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2457 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2458 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2459 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2460 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2461 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2462 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2465 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2467 \label{tab:file_fileperm_bits}
2470 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
2471 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
2472 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
2473 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2475 In tab.~\ref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2476 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2477 specificati i bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid}, \itindex{sgid~bit}
2478 \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} con la notazione compatta
2479 illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2484 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2486 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2487 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2488 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2489 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2490 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2492 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2495 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2496 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2497 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2498 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2499 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2500 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2501 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2502 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2503 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2504 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2505 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2506 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2509 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2511 \label{tab:file_dirperm_bits}
2514 Nelle tabelle si è indicato con ``-'' il fatto che il valore degli altri bit
2515 non è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2516 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2517 riportato esplicitamente.
2519 % TODO intrudurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
2520 % dentro chroot, gli attributi estesi, ecc.
2522 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2523 \label{sec:file_chroot}
2525 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2526 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2527 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2530 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
2531 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
2532 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2533 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2534 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2535 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_organization}), ha per il
2536 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2537 risolti i \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname}
2538 assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la risoluzione di un
2539 \textit{pathname}, il kernel usa sempre questa directory come punto di
2540 partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo apre
2541 allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2542 \textit{pathname} assoluti da parte di un processo cambiando questa directory,
2543 così come si fa coi \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi
2544 cambiando la directory di lavoro.
2546 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2547 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2548 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
2549 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti a partire sempre dalla
2550 stessa directory, che corrisponde alla \file{/} del sistema.
2552 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2553 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2554 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2556 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2557 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2560 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2561 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2563 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2565 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2566 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2567 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2569 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2570 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
2571 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
2572 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
2573 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
2574 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
2575 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2576 \textsl{imprigionato}.
2578 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2579 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2580 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2581 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2584 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2585 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2586 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2587 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
2588 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
2589 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
2590 (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice effettiva del filesystem.
2592 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2593 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2594 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2595 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2596 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2597 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2599 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2600 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2601 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2602 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2603 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2604 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2606 %%% Local Variables:
2608 %%% TeX-master: "gapil"
2611 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
2612 % LocalWords: un'etichetta int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st
2613 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
2614 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
2615 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root nell'inode system call count crash
2616 % LocalWords: all'inode descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT
2617 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
2618 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
2619 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
2620 % LocalWords: grub bootloader grep linux MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl
2621 % LocalWords: dev l'inode umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL
2622 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
2623 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ino
2624 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
2625 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
2626 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
2627 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
2628 % LocalWords: dell'inode getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam
2629 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
2630 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
2631 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
2632 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
2633 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH du
2634 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate length lenght ETXTBSY
2635 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
2636 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
2637 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
2638 % LocalWords: dell' effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG
2639 % LocalWords: IRWXO ext reiser capability FSETID mask capabilities chroot jail
2640 % LocalWords: FTP Di