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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 \secref{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 \secref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 \secref{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 pathname \param{newpath} un collegamento diretto al file
97 indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo
98 collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare
99 una voce nella directory specificata da \param{newpath} e ad aumentare di uno
100 il numero di riferimenti al file (riportato nel campo \var{st\_nlink} della
101 struttura \struct{stat}, vedi \secref{sec:file_stat}) aggiungendo il nuovo
102 nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così chiamato con
103 vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
107 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il
108 meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
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 \secref{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 \secref{sec:file_remove}). Non
151 è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di dispositivo\index{file!di
159 dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
160 uno di questi oggetti 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 \secref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
167 \secref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
168 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
171 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
172 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
173 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
174 \secref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
175 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
178 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
179 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
180 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
181 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
182 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
183 \secref{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 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
186 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
187 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
188 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
189 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 \secref{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 \secref{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 pathname non è una directory
259 o \param{oldpath} è una directory e \param{newpath} esiste e non è una
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 a 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 a 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 \secref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
309 riferimenti agli inode\index{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 \tabref{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 \secref{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 \tabref{tab:file_symb_effect} si è
360 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} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
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 \secref{sec:file_open}) e tutte le
403 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
405 Dato che, come indicato in \tabref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
406 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
407 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
408 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
409 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
410 \begin{prototype}{unistd.h}
411 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
412 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
413 \param{buff} di dimensione \param{size}.
415 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
416 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
417 \var{errno} assumerà i valori:
419 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
422 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
423 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
427 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
428 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
429 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
430 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
435 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
436 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
437 \label{fig:file_link_loop}
440 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
441 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
442 \figref{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 \figref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub} (un
446 bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file da
447 lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella directory
448 \file{/boot} con lo stesso pathname con cui verrebbero visti dal sistema
449 operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso, su una partizione
450 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 pathname possano essere seguiti un numero limitato di link simbolici, il
460 cui valore limite è specificato dalla costante \const{MAXSYMLINKS}. Qualora
461 questo limite venga superato viene generato un errore ed \var{errno} viene
462 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 inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
488 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
489 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
490 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
491 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
493 \headdecl{sys/stat.h}
494 \headdecl{sys/types.h}
495 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
497 Crea una nuova directory.
499 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
500 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
502 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
504 \item[\errcode{EACCES}]
505 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
507 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
508 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
509 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
510 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
511 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
513 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
514 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
516 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
517 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
521 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
522 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
523 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come pathname assoluto che
526 I permessi di accesso alla directory (vedi \secref{sec:file_access_control})
527 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
528 \tabref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
529 creazione dei file (si veda \secref{sec:file_umask}). La titolarità della
530 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
531 \secref{sec:file_ownership}.
533 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
535 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
536 Cancella una directory.
538 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
539 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
541 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
542 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
543 bit impostato e l'user-ID effettivo del processo non corrisponde al
544 proprietario della directory.
545 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
546 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
547 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
549 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
550 radice di qualche processo.
551 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
553 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
554 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
557 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
558 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
559 \file{..}). Il nome può essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
561 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
562 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
563 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
564 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
565 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
566 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
567 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
570 \subsection{La creazione di file speciali}
571 \label{sec:file_mknod}
573 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
574 \secref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
575 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
576 \index{file!di dispositivo}
577 e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a parte, che
578 vedremo in \capref{cha:socket_intro}).
580 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
581 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
582 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
583 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
585 \headdecl{sys/types.h}
586 \headdecl{sys/stat.h}
589 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
591 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
593 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
594 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
596 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
597 il filesystem su cui si è cercato di creare \func{pathname} non supporta
599 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
600 fifo o un dispositivo.
601 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
603 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
604 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
605 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
608 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
609 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
610 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
611 \tabref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
612 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
613 \var{umask} (si veda \secref{sec:file_umask}).
615 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
616 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
617 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
618 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
619 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
620 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
622 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
623 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
624 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
625 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
628 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
629 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
630 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
631 BSD per il filesystem (si veda \secref{sec:file_ownership}) in cui si va a
632 creare l'inode\index{inode}.
634 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
635 \secref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
636 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
638 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
640 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
644 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
645 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
646 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
647 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
650 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
651 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
652 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
653 modificati dal valore di \var{umask}.
657 \subsection{Accesso alle directory}
658 \label{sec:file_dir_read}
660 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
661 delle liste di nomi ed inode, per il ruolo che rivestono nella struttura del
662 sistema, non possono essere trattate come dei normali file di dati. Ad
663 esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo il kernel
664 può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un processo a
665 inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di scrittura.
667 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
668 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
669 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
670 in \secref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
671 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
672 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
673 in \tabref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
674 funzione per la lettura delle directory.
676 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
677 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
678 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
679 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
680 \capref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
681 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
683 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
685 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
687 Apre un \textit{directory stream}.
689 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
690 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
691 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
692 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
695 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
696 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
697 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
698 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
699 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
702 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
703 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
704 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
707 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
709 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
711 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
713 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
714 caso di successo e -1 in caso di errore.}
717 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
718 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
719 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
720 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
721 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
722 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
723 per cambiare la directory di lavoro (vedi \secref{sec:file_work_dir}) a quella
724 relativa allo stream che si sta esaminando.
726 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
727 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
729 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
731 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
733 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
735 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
736 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
737 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
738 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
742 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
743 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
744 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
745 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
746 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
747 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
748 riportata in \figref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
749 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
750 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
751 lettura di una voce sullo stesso stream.
753 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
754 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
755 con i thread; il suo prototipo è:
757 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
759 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
760 struct dirent **result)}
762 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
764 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
765 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
768 La funzione restituisce in \param{result} (come \textit{value result
769 argument}) l'indirizzo dove sono stati salvati i dati, che di norma
770 corrisponde a quello della struttura precedentemente allocata e specificata
771 dall'argomento \param{entry} (anche se non è assicurato che la funzione usi lo
772 spazio fornito dall'utente).
774 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
775 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
776 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
777 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
778 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
779 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
780 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
781 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
782 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
783 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
784 inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo \var{st\_ino} di
788 \footnotesize \centering
789 \begin{minipage}[c]{15cm}
790 \includestruct{listati/dirent.c}
793 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
795 \label{fig:file_dirent_struct}
798 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
799 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
800 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
801 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
802 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
807 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
809 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
812 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
813 \const{DT\_REG} & file normale. \\
814 \const{DT\_DIR} & directory. \\
815 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
816 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
817 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
818 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
821 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
822 della struttura \struct{dirent}.}
823 \label{tab:file_dtype_macro}
826 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
827 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
828 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
829 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
830 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
831 \tabref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
832 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
833 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
835 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
836 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
838 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
839 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
842 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
843 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
844 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
845 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
846 \func{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
847 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
849 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
850 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
853 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
854 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
855 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
856 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \func{telldir}, che
857 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
858 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
859 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
861 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
862 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
863 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
864 valore errato per \param{dir}.}
867 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
868 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
871 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
873 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
875 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
879 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
880 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
882 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
884 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
886 Chiude un \textit{directory stream}.
888 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
889 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
892 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
893 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
894 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
895 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
896 libc4.} ed il suo prototipo è:
897 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
898 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
899 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
901 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
903 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
904 trovate, e -1 altrimenti.}
907 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
908 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
909 controllano rispettivamente la selezione di una voce (\param{select}) e
910 l'ordinamento di tutte le voci selezionate (\param{compar}).
912 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
913 \param{dir}, passando ciascuna di esse come argomento alla funzione di
914 \param{select}; se questa ritorna un valore diverso da zero la voce viene
915 inserita in una struttura allocata dinamicamente con \func{malloc}, qualora si
916 specifichi un valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le
917 voci. Tutte le voci selezionate vengono poi inserite un una lista (anch'essa
918 allocata con \func{malloc}, che viene riordinata tramite \func{qsort} usando
919 la funzione \param{compar} come criterio di ordinamento; alla fine l'indirizzo
920 della lista ordinata è restituito nell'argomento \param{namelist}.
922 Per l'ordinamento sono disponibili anche due funzioni predefinite,
923 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
927 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
929 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
931 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
933 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
934 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
935 maggiore del secondo.}
938 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
939 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
940 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
941 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
942 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
943 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
944 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
945 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
946 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
947 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
948 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \file{file10} viene comunque
951 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
952 \figref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
953 programma che, usando la routine di scansione illustrata in
954 \figref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory e
955 la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
959 \footnotesize \centering
960 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
961 \includecodesample{listati/my_ls.c}
963 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
965 \label{fig:file_my_ls}
968 Il programma è estremamente semplice; in \figref{fig:file_my_ls} si è omessa
969 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
970 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
971 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
973 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
974 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un parametro (che indicherà la
975 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
976 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
977 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
979 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
980 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
981 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
982 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
983 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
985 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
986 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
987 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
988 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
991 \footnotesize \centering
992 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
993 \includecodesample{listati/DirScan.c}
995 \caption{Codice della routine di scansione di una directory contenuta nel
996 file \file{DirScan.c}.}
997 \label{fig:file_dirscan}
1000 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1001 in \figref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette di
1002 eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di una
1003 directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1004 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1007 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1008 (vedi \secref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione \func{dirfd}
1009 e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir}
1010 su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
1011 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
1012 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
1013 \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
1014 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
1015 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
1016 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
1019 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1020 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1021 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1022 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1023 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1024 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1025 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1026 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1029 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1030 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1031 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1032 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1033 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1034 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1035 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1036 concluse con successo.
1039 \subsection{La directory di lavoro}
1040 \label{sec:file_work_dir}
1042 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1043 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1044 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1045 quando un pathname è espresso in forma relativa, dove il ``\textsl{relativa}''
1046 fa riferimento appunto a questa directory.
1048 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1049 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1050 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1051 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1052 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1053 \secref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1054 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1056 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1057 della directory di lavoro, per ottenere il pathname occorre usare una apposita
1058 funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui prototipo è:
1059 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1060 Legge il pathname della directory di lavoro corrente.
1062 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1063 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1064 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1066 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1068 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1069 lunghezza del pathname.
1070 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1071 componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
1076 La funzione restituisce il pathname completo della directory di lavoro nella
1077 stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere precedentemente allocata,
1078 per una dimensione massima di \param{size}. Il buffer deve essere
1079 sufficientemente lungo da poter contenere il pathname completo più lo zero di
1080 terminazione della stringa. Qualora esso ecceda le dimensioni specificate con
1081 \param{size} la funzione restituisce un errore.
1083 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1084 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1085 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1086 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1087 della lunghezza esatta del pathname altrimenti. In questo caso ci si deve
1088 ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1090 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)}
1091 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
1092 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1093 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1094 \secref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
1095 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
1096 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
1097 funzione è deprecata.
1099 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1100 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1101 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1102 che essendo costruita dalla shell può contenere un pathname comprendente anche
1103 dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il pathname ricavato
1104 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
1105 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1107 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1108 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1109 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1110 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1111 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1113 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1114 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1116 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1117 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1120 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1121 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1123 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1124 quale si hanno i permessi di accesso.
1126 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1127 tramite il file descriptor, e non solo tramite il pathname, per fare questo si
1128 usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1129 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1130 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1133 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1134 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1137 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1138 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1139 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1140 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1141 specificata da \param{fd}.
1145 \subsection{I file temporanei}
1146 \label{sec:file_temp_file}
1148 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1149 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1150 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1151 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1152 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1153 condition}\index{race condition} (si ricordi quanto visto in
1154 \secref{sec:proc_race_cond}).
1156 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1157 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1158 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1159 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1160 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1161 non esistente al momento dell'invocazione.
1163 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1164 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1166 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1167 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1168 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1169 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1170 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1171 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1172 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1173 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1175 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1176 fa nulla quando si passa \val{NULL} come parametro. Una funzione simile,
1177 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1178 esplicitamente, il suo prototipo è:
1179 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1180 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1181 non esistente al momento dell'invocazione.
1183 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1184 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1185 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1188 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1189 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1190 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1191 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1192 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1193 la prima valida delle seguenti:
1195 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1196 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
1197 \secref{sec:file_suid_sgid}).
1198 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1199 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1200 \item la directory \file{/tmp}.
1203 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1204 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1205 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1206 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1207 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1208 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1209 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1212 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1213 POSIX definisce la funzione \funcd{tempfile}, il cui prototipo è:
1214 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1215 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1217 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1218 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1219 caso \var{errno} assumerà i valori:
1221 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1222 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1224 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1225 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1227 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1228 \code{r+b}, si veda \secref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1229 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1230 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1231 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1232 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1233 condition}\index{race condition}.
1235 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1236 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1237 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1238 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1239 unico. La prima delle due è analoga a \funcd{tmpnam} e genera un nome casuale,
1241 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1242 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1245 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1246 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1249 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1252 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1253 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1254 alle possibili \textit{race condition}\index{race condition} date per
1255 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1256 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1257 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1258 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1259 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1262 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1263 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1265 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1266 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1267 finali di \param{template}.
1269 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1270 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1272 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1273 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1274 contenuto di \param{template} è indefinito.
1277 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1278 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1279 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1280 \secref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1281 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1282 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1283 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1284 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1285 contenuti del file.} (si veda \secref{sec:file_perm_overview}).
1287 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1288 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1289 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1290 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1291 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1292 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1294 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1295 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1298 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1300 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1302 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1303 \capref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione della
1304 directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1305 condition}\index{race condition} non si pongono.
1308 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1309 \label{sec:file_infos}
1311 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1312 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1313 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1315 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1316 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1317 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1318 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1319 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1320 \secref{sec:file_access_control}).
1323 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1324 \label{sec:file_stat}
1326 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1327 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1328 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1329 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1332 \headdecl{sys/types.h}
1333 \headdecl{sys/stat.h}
1336 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1337 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1340 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1341 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1342 lette le informazioni relativae ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1344 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1345 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1346 descriptor \param{filedes}.
1348 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1349 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1350 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1351 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1353 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1354 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1356 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1357 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1358 usata da Linux è mostrata in \figref{fig:file_stat_struct}, così come
1359 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1360 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1361 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1363 \begin{figure}[!htb]
1366 \begin{minipage}[c]{15cm}
1367 \includestruct{listati/stat.h}
1370 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1372 \label{fig:file_stat_struct}
1375 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1376 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1377 \tabref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1380 \subsection{I tipi di file}
1381 \label{sec:file_types}
1383 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1384 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1385 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1386 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1388 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1389 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1390 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1391 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1392 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1393 \var{st\_mode} è riportato in \tabref{tab:file_type_macro}.
1397 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1399 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1402 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1403 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1404 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1405 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1406 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1407 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1408 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1411 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1412 \label{tab:file_type_macro}
1415 Oltre alle macro di \tabref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1416 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1417 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1418 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1419 \tabref{tab:file_mode_flags}.
1421 Il primo valore dell'elenco di \tabref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1422 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1423 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1424 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1425 un'opportuna combinazione.
1430 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1432 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1435 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1436 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1437 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1438 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1439 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1440 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1441 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1442 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1444 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1445 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1446 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1448 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1449 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1450 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1451 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1453 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1454 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1455 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1456 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1458 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1459 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1460 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1461 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1464 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1465 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1466 \label{tab:file_mode_flags}
1469 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1470 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1472 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1473 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1474 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1477 \subsection{Le dimensioni dei file}
1478 \label{sec:file_file_size}
1480 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1481 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1482 pathname che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1484 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1485 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1486 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1487 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1488 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1490 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1491 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1492 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1493 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1494 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la
1497 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1498 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1499 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1500 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1501 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1502 risultato di \cmd{ls}.
1504 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1505 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1506 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1507 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1509 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1510 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1511 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1512 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1514 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1515 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1516 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1518 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1519 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1520 descriptor \param{fd}.
1522 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1523 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1524 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1526 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1527 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1528 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1530 per \func{truncate} si hanno:
1532 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1533 permesso di esecuzione una delle directory del pathname.
1534 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1536 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1537 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1540 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1541 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1542 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1543 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1544 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1547 \subsection{I tempi dei file}
1548 \label{sec:file_file_times}
1550 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1551 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1552 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1553 della struttura \struct{stat} di \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato
1554 di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1555 \tabref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle funzioni
1556 che effettuano cambiamenti su di essi.
1561 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1563 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1564 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1567 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1568 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1569 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1570 \func{utime} & default\\
1571 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1572 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1575 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1576 \label{tab:file_file_times}
1579 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1580 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1581 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1582 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1583 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1584 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1585 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1586 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1588 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1589 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1590 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1591 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1592 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1594 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1595 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1596 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1597 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1598 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1599 nell'ultima colonna di \tabref{tab:file_file_times}.
1604 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1606 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1607 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1608 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1609 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1610 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1611 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1614 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1615 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1616 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1617 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1618 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1619 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1620 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1621 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1624 \func{chmod}, \func{fchmod}
1625 & & &$\bullet$& & & & \\
1626 \func{chown}, \func{fchown}
1627 & & &$\bullet$& & & & \\
1629 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1630 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1631 & &$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$&
1632 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1633 &$\bullet$& & & & & & \\
1635 & & &$\bullet$& & & & \\
1637 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1639 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1641 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1643 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& con
1644 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1645 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & con
1646 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1647 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1649 &$\bullet$& & & & & & \\
1651 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1652 \func{unlink}\\ \func{remove}
1653 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1654 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1655 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1656 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1657 & & & & &$\bullet$&$\bullet$& \\
1658 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1659 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1661 & & &$\bullet$& &$\bullet$&$\bullet$& \\
1663 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1665 & &$\bullet$&$\bullet$& & & & \\
1668 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1669 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1670 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1671 \label{tab:file_times_effects}
1674 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1675 illustrato in \tabref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1676 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1677 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1678 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1679 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1681 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1682 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1683 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1684 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1685 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1688 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1689 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1690 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1691 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1692 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1695 \subsection{La funzione \func{utime}}
1696 \label{sec:file_utime}
1698 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1699 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1700 \begin{prototype}{utime.h}
1701 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1703 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1704 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1705 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1707 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1708 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1710 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1711 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1715 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1716 \struct{utimebuf}, la cui definizione è riportata in
1717 \figref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1718 valori che si vogliono impostare per tempi.
1720 \begin{figure}[!htb]
1721 \footnotesize \centering
1722 \begin{minipage}[c]{15cm}
1723 \includestruct{listati/utimbuf.h}
1726 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1728 \label{fig:struct_utimebuf}
1731 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1732 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1733 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1734 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1735 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1737 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1738 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1739 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1740 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1741 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1742 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1743 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1744 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1749 \section{Il controllo di accesso ai file}
1750 \label{sec:file_access_control}
1752 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1753 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1754 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1755 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1756 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1757 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1758 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1761 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1762 \label{sec:file_perm_overview}
1764 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1765 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1766 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1767 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1768 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1769 \struct{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1770 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1771 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1772 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1775 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1776 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1777 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1778 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1779 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1780 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1781 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1782 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1783 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1785 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1787 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1788 dall'inglese \textit{write}).
1789 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1790 dall'inglese \textit{execute}).
1792 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1794 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1795 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1797 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1800 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1801 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1802 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1803 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1807 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1808 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1809 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{fstat}.}
1810 \label{fig:file_perm_bit}
1813 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1814 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1815 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1816 \secref{sec:file_suid_sgid} e \secref{sec:file_sticky}); lo schema di
1817 allocazione dei bit è riportato in \figref{fig:file_perm_bit}.
1819 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1820 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1821 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1822 nuovo \figref{fig:file_stat_struct}).
1824 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1825 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1826 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1827 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1828 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1829 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1830 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1831 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1832 \var{st\_mode} sono riportate in \tabref{tab:file_bit_perm}.
1837 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1839 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1842 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1843 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1844 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1846 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1847 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1848 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1850 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1851 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1852 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1855 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1856 \texttt{<sys/stat.h>}}
1857 \label{tab:file_bit_perm}
1860 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1861 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1862 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1865 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
1866 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
1867 il pathname; lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
1868 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
1870 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1871 essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed è distinto dal permesso
1872 di lettura che invece implica che si può leggere il contenuto della directory.
1874 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1875 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1876 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1877 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1880 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1881 (si veda quanto riportato in \tabref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1882 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1883 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1884 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1886 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1887 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1888 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1889 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1890 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1891 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1892 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1894 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1895 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1896 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1899 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1900 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1901 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1902 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1903 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1904 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1905 \secref{sec:file_sticky}).
1907 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1908 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1909 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1910 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1911 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1912 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli gli
1913 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1914 \secref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1915 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1918 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1919 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1920 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1921 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1922 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1923 cui l'utente appartiene.
1925 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1926 di accesso sono i seguenti:
1928 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1929 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1930 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1932 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1933 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1936 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1937 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1938 l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1939 impostato, l'accesso è consentito
1940 \item altrimenti l'accesso è negato
1942 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1943 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1945 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1947 \item altrimenti l'accesso è negato
1949 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1950 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1953 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1954 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1955 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1956 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1957 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1958 tutti gli altri non vengono controllati.
1961 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1962 \label{sec:file_suid_sgid}
1964 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1965 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1966 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1967 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1968 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1969 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1970 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
1972 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1973 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1974 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1975 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1976 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1978 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
1979 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
1980 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
1981 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
1982 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1983 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
1986 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
1987 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
1988 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
1989 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
1990 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
1991 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
1992 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
1995 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
1996 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
1997 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
1998 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
1999 dettaglio in \secref{sec:proc_perms}).
2001 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2002 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2003 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2004 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2005 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2006 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2007 riportati in \tabref{tab:file_mode_flags}.
2009 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2010 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2011 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2012 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
2015 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
2016 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2017 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2018 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
2019 dettaglio più avanti, in \secref{sec:file_mand_locking}).
2022 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
2023 \label{sec:file_sticky}
2025 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2026 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2027 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
2028 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2029 si poteva impostare questo bit.
2031 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
2032 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
2033 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
2034 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
2035 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
2036 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
2037 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
2038 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
2040 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2041 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2042 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2043 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2044 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2046 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
2047 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
2048 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2049 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2050 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2051 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2054 \item l'utente è proprietario del file
2055 \item l'utente è proprietario della directory
2056 \item l'utente è l'amministratore
2058 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2059 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2062 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2064 quindi con lo \textsl{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2065 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2066 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2067 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2068 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2069 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2072 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
2073 \label{sec:file_ownership}
2075 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2076 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2077 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2078 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2079 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2080 \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
2082 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2083 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2084 due diverse possibilità:
2086 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2087 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2090 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2091 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2092 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2093 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2094 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2096 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2097 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2098 partenza, in tutte le sotto-directory.
2100 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2101 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2102 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2103 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2104 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2105 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2108 \subsection{La funzione \func{access}}
2109 \label{sec:file_access}
2111 Come visto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2112 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo; ci
2113 sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID reale
2114 ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e \acr{gid}
2115 relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come accennato in
2116 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
2117 \secref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2119 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2120 \begin{prototype}{unistd.h}
2121 {int access(const char *pathname, int mode)}
2123 Verifica i permessi di accesso.
2125 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2126 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2129 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2130 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2131 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2132 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2133 un filesystem montato in sola lettura.
2135 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2136 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2139 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2140 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2141 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2142 riportate in \tabref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario delle
2143 stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del
2144 file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK}, o
2145 anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si riferisca
2146 ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto sul file a
2147 cui esso fa riferimento.
2149 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2150 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2151 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2152 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2153 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2154 contrario (o di errore) ritorna -1.
2158 \begin{tabular}{|c|l|}
2160 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2163 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2164 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2165 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2166 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2169 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2171 \label{tab:file_access_mode_val}
2174 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2175 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2176 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
2177 permessi per accedere ad un certo file.
2180 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
2181 \label{sec:file_chmod}
2183 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2184 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2185 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2187 \headdecl{sys/types.h}
2188 \headdecl{sys/stat.h}
2190 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2191 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2193 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2194 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2196 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2197 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2199 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2200 proprietario del file o non è zero.
2201 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2203 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2204 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2205 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2208 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2209 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2210 \tabref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2216 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2218 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2221 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
2222 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
2223 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
2225 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2226 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2227 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2228 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2230 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2231 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2232 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2233 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2235 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2236 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2237 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2238 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2241 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2242 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2243 \label{tab:file_permission_const}
2246 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2247 in \tabref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2248 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2249 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2250 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2251 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2252 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in \figref{fig:file_perm_bit}.
2254 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2255 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2256 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2257 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2258 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2260 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2261 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2262 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2263 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2264 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2266 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2267 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2268 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2269 in particolare accade che:
2271 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
2272 l'user-ID effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
2273 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
2275 \item per quanto detto in \secref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
2276 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
2277 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
2278 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
2279 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
2280 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
2281 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
2282 l'user-ID effettivo del processo è zero).
2285 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2286 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2287 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2288 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2289 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2290 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2291 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2292 perdita di questo privilegio.
2294 \subsection{La funzione \func{umask}}
2295 \label{sec:file_umask}
2297 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2298 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2299 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2300 vedremo in \secref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2301 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2302 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2303 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2304 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2306 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2307 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2308 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2309 \secref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2310 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2311 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2312 vedi \figref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2313 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2314 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2315 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2318 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2319 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2320 \begin{prototype}{stat.h}
2321 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2323 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2324 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2326 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2327 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2330 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2331 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2332 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2333 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2334 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2335 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2338 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2339 \label{sec:file_chown}
2341 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2342 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2343 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2346 \headdecl{sys/types.h}
2347 \headdecl{sys/stat.h}
2349 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2350 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2351 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2353 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2354 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2356 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2357 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2359 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2360 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2362 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2363 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2364 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2365 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2368 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2369 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2370 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2371 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2372 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2373 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2375 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2376 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2377 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2378 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2379 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2380 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2381 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2382 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2383 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2385 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2386 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2387 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2388 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2389 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2391 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2392 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2393 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2394 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
2395 %\secref{sec:file_times}).
2398 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2399 \label{sec:file_riepilogo}
2401 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2402 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2403 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2404 da poter fornire un quadro d'insieme.
2406 In \tabref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari bit
2407 per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario,
2408 gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2409 \secref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non ha
2410 alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2415 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2417 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2418 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2419 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2420 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2421 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2423 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2426 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2427 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2428 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2429 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2430 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2431 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2432 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2433 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2434 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2435 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2436 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2437 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2438 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2441 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2443 \label{tab:file_fileperm_bits}
2446 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2447 \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione illustrata anche in
2448 \figref{fig:file_perm_bit}.
2450 In \tabref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2451 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2452 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione
2453 compatta illustrata in \figref{fig:file_perm_bit}.
2458 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2460 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2461 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2462 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2463 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2464 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2466 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2469 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2470 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2471 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2472 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2473 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2474 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2475 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2476 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2477 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2478 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2479 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2480 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2483 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2485 \label{tab:file_dirperm_bits}
2488 Nelle tabelle si è indicato con $-$ il fatto che il valore degli altri bit non
2489 è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2490 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2491 riportato esplicitamente.
2494 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2495 \label{sec:file_chroot}
2497 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2498 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2499 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2502 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una directory
2503 di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe sono
2504 contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2505 \struct{fs\_struct}; vedi \figref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2506 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2507 dal kernel (ed illustrato in \secref{sec:file_organization}), ha per il
2508 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2509 risolti i pathname assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la
2510 risoluzione di un pathname, il kernel usa sempre questa directory come punto
2511 di partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo
2512 apre allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2513 pathname assoluti da parte di un processo cambiando questa directory, così
2514 come si fa coi pathname relativi cambiando la directory di lavoro.
2516 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2517 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2518 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i pathname
2519 assoluti a partire sempre dalla stessa directory, che corrisponde alla
2520 \file{/} del sistema.
2522 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2523 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2524 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2526 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2527 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2530 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2531 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2533 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2535 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2536 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2537 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2539 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2540 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni pathname assoluto usato
2541 dalle funzioni chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo
2542 impossibile accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che
2543 viene chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più
2544 accedere a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2545 \textsl{imprigionato}.
2547 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2548 e la nuova radice, per quanto detto in \secref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2549 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2550 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2553 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2554 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2555 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2556 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando pathname relativi, i
2557 quali, partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot
2558 jail}, potranno (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice
2559 effettiva del filesystem.
2561 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2562 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2563 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2564 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2565 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2566 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2568 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2569 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2570 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2571 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2572 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2573 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2575 %%% Local Variables:
2577 %%% TeX-master: "gapil"