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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
104 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
105 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
106 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
107 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
108 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
109 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
110 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
111 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
112 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
113 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
114 directory in cui il filesystem è stato montato.
116 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
118 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
119 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
120 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
121 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
122 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
123 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
124 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
125 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
127 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
128 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
129 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
130 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
131 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
132 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
133 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
134 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
135 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
136 questo punto verrà inserita nella cache.
138 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
139 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
140 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
141 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
142 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
143 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
144 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
150 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
151 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
152 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
153 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
154 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
155 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
156 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
157 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
159 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
160 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
161 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
162 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
163 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
164 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
165 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
166 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
168 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
169 definizione si è riportato un estratto in
170 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
171 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
172 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
173 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
174 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
175 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
178 \footnotesize \centering
179 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
180 \includestruct{listati/inode.h}
183 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
184 \texttt{include/linux/fs.h}).}
185 \label{fig:kstruct_inode}
188 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
189 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
190 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
191 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
192 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
193 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
194 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
195 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
196 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
197 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
199 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
200 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
201 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
202 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
203 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
208 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
210 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
213 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
214 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
215 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
217 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
219 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
221 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
223 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
227 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
229 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
232 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
233 \kstruct{inode\_operation}.}
234 \label{tab:file_inode_operations}
237 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
238 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
239 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
240 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
241 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
242 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
245 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
246 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
247 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
248 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
249 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
250 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
253 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
254 funzione \texttt{open} che invece è citata in
255 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
256 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
257 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
258 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
259 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
260 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
261 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
263 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
264 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
265 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
266 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
267 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
269 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
270 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
271 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
272 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
273 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
274 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
279 \footnotesize \centering
280 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
281 \includestruct{listati/file.h}
284 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
285 \texttt{include/linux/fs.h}).}
286 \label{fig:kstruct_file}
289 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
290 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
291 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
292 \struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
293 per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
294 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
295 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
300 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
302 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
305 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
306 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
307 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
308 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
309 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
311 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
312 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
313 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
315 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
317 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
319 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
321 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
322 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
323 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
327 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
328 \label{tab:file_file_operations}
331 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
332 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
333 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
334 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
335 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
336 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
337 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
338 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
340 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
341 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
342 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
343 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
344 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
345 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
346 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
347 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
348 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
351 \itindend{Virtual~File~System}
353 % NOTE: documentazione interessante:
354 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
355 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
356 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
360 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
361 \label{sec:file_filesystem}
363 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
364 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
365 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
366 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
367 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
368 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
369 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
370 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
372 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
373 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
374 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
375 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
376 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
377 replicato il cosiddetto \textit{superblock}, (la struttura che contiene
378 l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
379 sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
380 per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
381 torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
385 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
386 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
387 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
388 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
389 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
390 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
391 per i dati in essi contenuti.
395 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
396 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
398 \label{fig:file_disk_filesys}
401 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
402 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
403 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
404 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \textit{superblock} e tutti i dati di
405 gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
406 esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
410 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
411 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
412 \label{fig:file_filesys_detail}
415 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
416 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
417 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
418 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
419 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
420 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
421 opportuno tenere sempre presente che:
426 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
427 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
428 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
429 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
430 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
431 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
432 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
433 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
434 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
435 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
436 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
437 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
439 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
440 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
441 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
442 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
443 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
444 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
445 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
446 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
447 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
448 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
449 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
450 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
452 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
453 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
454 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
455 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
456 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
457 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
458 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
460 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
461 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
462 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
463 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
464 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
465 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
466 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
468 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
469 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
470 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
471 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
472 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
473 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
474 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
475 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
476 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
477 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
483 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
484 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
485 \label{fig:file_dirs_link}
488 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
489 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
490 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
491 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
492 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
494 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
495 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
496 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
497 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
498 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
499 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
500 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
501 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
502 \textit{link count} della directory genitrice.
507 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
508 \label{sec:file_ext2}
511 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
512 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
513 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
514 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
515 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
516 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
517 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
518 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
519 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
520 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
521 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
522 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
524 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
525 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
526 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
527 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
528 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
529 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
530 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
532 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
533 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
536 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
537 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
538 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
539 ereditano i suoi attributi.
540 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
541 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
542 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
543 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
544 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
545 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
546 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
547 file e subdirectory ereditano sia il \acr{gid} che lo \acr{sgid}.
548 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
549 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
550 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
551 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
552 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
553 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
554 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
555 limite è 60 caratteri).
556 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
557 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
558 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
559 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
563 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
564 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
565 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
566 in gruppi di blocchi.
568 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
569 filesystem (i \textit{superblock} sono quindi ridondati) per una maggiore
570 affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
571 \textit{superblock} principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha
572 inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la
573 distanza fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
577 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
578 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
579 \label{fig:file_ext2_dirs}
582 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
583 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
584 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
585 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
586 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
587 caratteri) senza sprecare spazio disco.
589 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
590 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
591 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
592 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
593 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
594 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
595 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
596 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
597 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
598 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
599 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
600 della scrittura dei dati sul disco.
602 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
603 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
604 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
605 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
606 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
607 contenenti un gran numero di file.
609 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
610 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
611 % in caso di crash del sistema)
614 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
615 \label{sec:sys_file_config}
617 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
618 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
619 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
620 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
621 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
622 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
626 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
628 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
629 \fdesc{Monta un filesystem.}
632 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
633 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
635 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
636 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
637 montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
638 \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
639 con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
640 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
641 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
642 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
644 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
645 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
646 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
647 \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
648 quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
650 \item[\errcode{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
651 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
652 configurato nel kernel.
653 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
654 \param{source} quando era richiesto.
655 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
656 dispositivo \param{source} è sbagliato.
657 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
659 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOMEM},
660 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
661 significato generico.}
664 La funzione monta sulla directory indicata \param{target}, detta
665 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
666 di dispositivo indicato \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
667 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
668 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
669 indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
672 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
673 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del \textit{Virtual
674 File System} è estremamente flessibile e può essere usata anche per oggetti
675 diversi da un disco. Ad esempio usando il \textit{loop device} si può montare
676 un file qualunque (come l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene
677 l'immagine di un filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come
678 \texttt{proc} o \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne
679 contenga i dati, che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati
680 indietro al kernel ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un
681 meccanismo di comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file,
684 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
685 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
686 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
687 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
688 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
689 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
691 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
692 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
693 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
694 opzioni del filesystem che devono essere impostate, in sostanza viene usato il
695 contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o} del comando \texttt{mount}. I
696 valori utilizzabili dipendono dal tipo di filesystem e ciascuno ha i suoi,
697 pertanto si rimanda alla documentazione della pagina di manuale di questo
700 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
701 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
702 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
703 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato.
705 Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
706 \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia
707 montare in diversi \itindex{mount~point} \textit{mount point} lo stesso
708 filesystem, sia montare più filesystem sullo stesso \itindex{mount~point}
709 \textit{mount point}, nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
710 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
712 Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
713 attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
714 disponibili in ogni filesystem), e vengono specificate come opzioni di
715 montaggio con l'argomento \param{mountflags}.
717 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
718 significativi sono un \itindex{magic~number} \textit{magic
719 number}\footnote{che nel caso è \code{0xC0ED}, si può usare la costante
720 \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
721 al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono usati per
722 specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e vanno
723 impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
724 valori riportati nell'elenco seguente:
726 \begin{basedescript}{\desclabelstyle{\pushlabel}}
728 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in
731 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] .
733 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente il \textit{mandatory locking}
734 \itindex{mandatory~locking} (vedi
735 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
737 \item[\const{MS\_MOVE}] Sposta atomicamente il punto di montaggio.
739 \item[\const{MS\_NOATIME}] Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
740 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
742 \item[\const{MS\_NODEV}] Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.
744 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Non aggiorna gli \textit{access time} delle
746 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Impedisce di eseguire programmi.
748 \item[\const{MS\_NOSUID}] Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
749 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.
751 \item[\const{MS\_RDONLY}] Monta in sola lettura.
753 \item[\const{MS\_RELATIME}] .
755 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.
757 \item[\const{MS\_SILENT}] .
759 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] .
761 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona.
763 % TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
764 % verificare i readonly mount bind del 2.6.26
767 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
768 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
769 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
770 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
771 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
772 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
773 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
776 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
777 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
781 \fdecl{umount(const char *target)}
782 \fdesc{Smonta un filesystem.}
784 {La funzione ritorna $0$ in caso
785 di successo e $-1$ per un errore,
786 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
788 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
789 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
790 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
791 \end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
792 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
793 significato generico.}
796 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
797 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
798 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
799 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
800 quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso dispositivo in più
801 punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato sullo stesso
802 \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello che è stato
805 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
806 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
807 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
808 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
809 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
811 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
812 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
813 risulti occupato; il suo prototipo è:
816 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
817 \fdesc{Smonta un filesystem.}
819 {La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
823 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
824 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
825 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
826 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
827 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
828 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
829 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
831 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
833 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
834 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
835 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
836 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
840 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
841 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
842 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
844 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
845 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
847 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
848 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
849 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
850 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
851 significato generico.}
855 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
856 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
857 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
858 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
859 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
860 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
861 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
862 genere è il nome del filesystem stesso.
865 \footnotesize \centering
866 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
867 \includestruct{listati/statfs.h}
870 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
871 \label{fig:sys_statfs}
875 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
876 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
877 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
878 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
879 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
880 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
881 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
883 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
884 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
885 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
886 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
887 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
888 \cite{glibc} per la documentazione completa.
890 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
891 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
897 \section{La gestione di file e directory}
900 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
901 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
902 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
903 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
904 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
906 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
907 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
908 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
911 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
912 \label{sec:file_link}
914 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
915 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
916 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
917 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
919 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
920 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
921 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
924 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
925 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
926 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
927 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
928 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
929 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
930 suddetto \textit{inode}.
932 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
933 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
934 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
935 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
936 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
937 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
938 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
940 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
941 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
942 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
943 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
944 \begin{prototype}{unistd.h}
945 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
946 Crea un nuovo collegamento diretto.
948 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
949 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
951 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
952 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
953 \textit{mount point}.
954 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
955 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
956 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
958 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
959 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
960 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
962 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
963 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
964 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
967 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
968 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
969 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
970 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
971 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
972 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
973 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
974 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
976 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
977 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
978 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
979 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
980 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
981 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
982 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
983 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
984 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
985 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
987 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
988 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
989 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
990 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
991 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
992 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
993 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
994 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
995 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
997 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
998 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
999 nel caso di Linux questa capacità è stata completamente disabilitata, e al
1000 tentativo di creare un link diretto ad una directory la funzione \func{link}
1001 restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1003 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1004 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1005 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1006 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1007 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1008 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1009 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1010 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1011 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1012 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1013 \href{http://lwn.net/Articles/293902}
1014 {\texttt{http://lwn.net/Articles/293902}}).} è stato adottato un
1015 comportamento che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene
1016 creato rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1018 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1019 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1020 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1021 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1022 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1023 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1024 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1025 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1026 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1027 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1028 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1029 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1030 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1031 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1032 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1033 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1035 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1036 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1037 suo prototipo è il seguente:
1038 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
1042 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1043 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1044 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1046 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1048 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1050 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1052 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1053 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1057 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1058 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1059 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1060 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1061 abbia privilegi sufficienti.}
1063 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1064 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1065 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1066 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1067 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1068 possono continuare ad utilizzarlo.
1070 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1071 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1072 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1073 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1074 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1075 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1076 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1077 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1079 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1080 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1081 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1082 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1083 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1084 tramite una singola system call.
1086 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1087 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1088 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1089 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1090 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1091 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1092 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1093 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1094 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1095 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1096 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1097 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1099 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1100 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1101 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1102 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1103 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1104 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1105 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1106 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1109 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1110 \label{sec:file_remove}
1112 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1113 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1114 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1115 funzione \funcd{remove}.
1117 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1118 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1119 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1120 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1121 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1122 Cancella un nome dal filesystem.
1124 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1125 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1127 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1128 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1129 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1132 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1133 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1134 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1135 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1136 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1137 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1140 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1141 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1142 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1143 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1145 \begin{prototype}{stdio.h}
1146 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1150 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1151 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1152 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1154 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1155 \param{oldpath} non è una directory.
1156 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1158 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1160 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1161 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1162 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1163 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1164 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1165 sotto-directory di se stessa.
1166 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1167 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1168 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1170 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1171 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1175 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1176 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1177 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1179 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1180 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1181 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1182 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1183 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1185 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1186 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1187 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1188 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1191 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1192 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1193 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1194 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1195 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1196 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1197 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1199 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1200 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1201 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1202 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1203 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1206 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1207 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1208 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1209 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1210 riferimento allo stesso file.
1213 \subsection{I link simbolici}
1214 \label{sec:file_symlink}
1216 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1217 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1218 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1219 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1220 eseguire un link diretto ad una directory.
1222 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1223 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1224 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1225 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1226 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1227 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1228 file che non esistono ancora.
1230 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1231 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1232 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1233 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1234 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1235 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1236 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1237 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1238 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1239 \begin{prototype}{unistd.h}
1240 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1241 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1244 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1245 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1247 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1248 supporta i link simbolici.
1249 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1250 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1251 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1252 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1255 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1256 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1260 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1261 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1262 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1263 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1264 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1266 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1267 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1268 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1269 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1270 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1271 direttamente sul suo contenuto.
1275 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1277 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1280 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1281 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1282 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1283 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1284 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1285 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1286 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1287 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1288 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1289 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1290 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1291 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1292 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1293 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1294 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1295 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1296 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1297 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1298 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1299 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1300 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1303 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1304 \label{tab:file_symb_effect}
1307 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1308 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1310 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1311 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1312 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1313 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1314 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1316 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1317 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1318 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1319 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1320 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1321 \begin{prototype}{unistd.h}
1322 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1323 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1324 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1326 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1327 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1328 \var{errno} assumerà i valori:
1330 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1333 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1334 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1338 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1339 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1340 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1341 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1345 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1346 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1347 \label{fig:file_link_loop}
1350 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1351 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1352 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1353 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1354 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1355 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1356 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1357 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1358 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1359 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1360 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1362 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1363 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1364 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1365 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1366 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1368 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1369 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1370 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1371 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1372 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1374 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1375 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1376 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1379 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1381 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1382 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1383 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1384 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1387 cat: temporaneo: No such file or directory
1389 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1390 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1393 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1394 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1396 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1397 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1398 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1399 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1400 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1401 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1402 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1403 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1404 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1406 \headdecl{sys/stat.h}
1407 \headdecl{sys/types.h}
1408 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1410 Crea una nuova directory.
1412 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1413 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1415 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1417 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1418 cui si vuole inserire la nuova directory.
1419 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1420 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1421 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1422 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1423 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1425 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1426 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1428 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1429 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1433 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1434 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1435 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1436 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1437 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1439 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1440 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1441 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1442 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1443 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1444 directory è impostata secondo quanto riportato in
1445 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1447 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1448 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1449 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1450 Cancella una directory.
1452 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1453 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1455 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1456 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1457 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\acr{uid} effettivo
1458 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1459 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1460 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1461 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1463 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1464 radice di qualche processo.
1465 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1467 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1468 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1471 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1472 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1473 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1474 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1476 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1477 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1478 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1479 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1480 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1481 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1482 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1483 file nella directory.
1486 \subsection{La creazione di file speciali}
1487 \label{sec:file_mknod}
1489 \index{file!di~dispositivo|(}
1491 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1492 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1493 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1494 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1495 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1496 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1498 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1499 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1500 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1501 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1504 \headdecl{sys/types.h}
1505 \headdecl{sys/stat.h}
1508 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1510 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1512 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1513 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1515 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1516 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1517 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1518 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1519 fifo, un socket o un dispositivo.
1520 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1522 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1523 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1524 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1527 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1528 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1529 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1530 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1531 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1532 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1533 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1534 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1536 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1537 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1538 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1539 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1540 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1541 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1542 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1545 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1546 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1547 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1548 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1549 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1550 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1551 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1552 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1553 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1554 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1555 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1556 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1557 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1558 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1560 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1561 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1562 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1563 semantica BSD per il filesystem (si veda
1564 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1565 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1567 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1568 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1569 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1570 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1571 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1572 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1573 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1574 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1575 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1576 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1579 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1580 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1581 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1582 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1583 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1584 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1585 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1586 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1587 sorgenti del kernel.
1589 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1590 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1591 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1592 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1593 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1594 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1595 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1596 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1597 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1599 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1600 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1601 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1602 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1603 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1605 \headdecl{sys/types.h}
1606 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1607 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1610 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1611 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1614 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1615 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1616 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1618 \headdecl{sys/types.h}
1619 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1621 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1622 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1625 \index{file!di~dispositivo|)}
1627 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1628 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1629 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1631 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1633 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1637 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1638 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1639 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1640 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1643 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1644 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1645 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1646 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1650 \subsection{Accesso alle directory}
1651 \label{sec:file_dir_read}
1653 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1654 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1655 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1656 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1657 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1658 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1659 funzioni di scrittura.
1661 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1662 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1663 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1664 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1665 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1666 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1667 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1668 funzione per la lettura delle directory.
1670 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1671 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1672 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1673 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1674 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1675 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1676 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1678 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1680 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1682 Apre un \textit{directory stream}.
1684 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1685 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1686 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1687 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1690 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1691 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1692 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1693 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1694 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1697 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1698 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1699 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1700 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1701 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1703 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
1704 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
1705 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
1706 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
1707 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
1708 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
1709 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1710 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1711 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
1712 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
1714 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1716 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
1718 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
1720 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
1721 caso di successo e -1 in caso di errore.}
1724 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
1725 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
1726 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
1727 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
1728 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
1729 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
1731 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
1732 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
1733 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
1734 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
1735 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
1736 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
1737 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1738 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
1739 700} .} il cui prototipo è:
1741 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1743 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
1745 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
1747 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1748 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1749 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
1752 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
1753 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
1754 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
1755 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
1756 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
1757 sez.~\ref{sec:file_openat}.
1759 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
1760 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
1761 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
1762 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
1763 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
1764 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
1765 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
1767 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
1768 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
1769 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
1771 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1773 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
1775 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1777 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
1778 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
1779 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
1780 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
1781 raggiunge la fine dello stream.}
1784 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
1785 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
1786 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
1787 esaurite tutte le voci in essa presenti.
1789 \begin{figure}[!htb]
1790 \footnotesize \centering
1791 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1792 \includestruct{listati/dirent.c}
1795 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
1797 \label{fig:file_dirent_struct}
1800 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
1801 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
1802 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
1803 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
1804 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
1805 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
1806 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
1807 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
1810 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1811 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
1812 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
1813 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
1814 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
1815 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
1818 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1820 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
1821 struct dirent **result)}
1823 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1825 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1826 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
1829 La funzione restituisce in \param{result} (come
1830 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
1831 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
1832 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
1833 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
1835 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
1836 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
1837 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
1838 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
1839 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
1840 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
1841 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
1842 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
1843 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
1844 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
1845 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
1848 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
1849 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
1850 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
1851 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
1852 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
1853 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
1858 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1860 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
1863 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
1864 \const{DT\_REG} & File normale.\\
1865 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
1866 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
1867 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
1868 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
1869 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
1870 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
1873 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
1874 della struttura \struct{dirent}.}
1875 \label{tab:file_dtype_macro}
1878 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
1879 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
1880 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
1881 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
1882 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
1883 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
1884 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
1885 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
1886 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
1887 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
1888 \const{DT\_UNKNOWN}.}
1890 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
1891 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
1892 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
1894 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
1895 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
1897 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
1898 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
1901 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
1902 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
1903 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
1904 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
1905 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
1906 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
1907 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
1908 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1909 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
1910 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
1911 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
1914 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
1915 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
1916 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
1917 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
1918 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
1919 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
1920 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
1921 conformità a POSIX.1-2001.}
1922 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
1923 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
1925 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
1926 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
1927 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
1928 valore errato per \param{dir}.}
1931 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
1932 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
1933 iniziale; il suo prototipo è:
1935 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1937 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
1939 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
1942 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
1943 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
1944 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
1946 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1948 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
1950 Chiude un \textit{directory stream}.
1952 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
1953 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
1956 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
1957 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
1958 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
1959 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
1960 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1961 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
1962 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
1963 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
1964 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
1966 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
1968 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
1969 trovate, e -1 altrimenti.}
1972 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
1973 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
1974 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
1975 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
1976 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
1978 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
1979 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
1980 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
1981 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
1982 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
1983 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
1984 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
1986 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
1987 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
1988 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
1989 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
1990 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
1991 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
1992 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
1993 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
1994 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
1995 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
1996 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
1997 si deve passare il suo indirizzo.}
1999 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2000 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2001 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2005 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2007 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2009 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2011 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2012 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2013 maggiore del secondo.}
2016 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2017 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2018 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2019 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2020 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2021 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2022 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2023 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2024 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2025 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2026 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2027 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2029 \begin{figure}[!htbp]
2030 \footnotesize \centering
2031 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2032 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2034 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2036 \label{fig:file_my_ls}
2039 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2040 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2041 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2042 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2043 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2046 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2047 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2048 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2049 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2051 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2052 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2053 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2054 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2055 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2057 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2058 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2059 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2060 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2061 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2063 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2064 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2065 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2066 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2068 \begin{figure}[!htbp]
2069 \footnotesize \centering
2070 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2071 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2073 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2074 file \file{DirScan.c}.}
2075 \label{fig:file_dirscan}
2078 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2079 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2080 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2081 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2082 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2085 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2086 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2087 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2088 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2089 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2090 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2091 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2092 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2093 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2094 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2095 ottenere le dimensioni.}
2097 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2098 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2099 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2100 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2101 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2102 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2103 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2104 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2105 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2106 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2107 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2108 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2109 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2110 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2111 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2112 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2115 \subsection{La directory di lavoro}
2116 \label{sec:file_work_dir}
2120 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2121 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2122 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2123 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2124 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2125 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2126 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2127 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2128 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2130 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2131 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2132 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2133 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2134 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2135 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2136 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2138 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2139 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2140 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2141 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2142 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2143 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2145 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2146 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2148 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2149 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2150 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2152 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2154 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2155 lunghezza del \textit{pathname}.
2156 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2157 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2159 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2163 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2164 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2165 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2166 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2167 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2168 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2171 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2172 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2173 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2174 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2175 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2176 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2177 volta cessato il suo utilizzo.
2179 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2180 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2181 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2182 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2183 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2184 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2185 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2186 principale per cui questa funzione è deprecata.
2188 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2189 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2190 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2191 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2194 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2195 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2196 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2197 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2198 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2199 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2200 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2201 attraverso eventuali link simbolici.
2203 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2204 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2205 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2206 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2207 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2209 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2210 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2212 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2213 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2216 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2217 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2219 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2220 quale si hanno i permessi di accesso.
2222 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2223 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2224 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2225 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2226 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2229 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2230 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2233 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2234 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2235 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2236 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2237 specificata da \param{fd}.
2243 \subsection{I file temporanei}
2244 \label{sec:file_temp_file}
2246 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2247 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2248 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2249 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2250 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2251 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2252 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2254 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2255 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2256 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2257 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2258 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2259 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2260 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2262 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2263 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2266 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2267 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2268 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2269 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2270 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2271 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2272 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2273 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2274 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2275 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2276 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2279 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2280 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2281 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2282 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2283 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2284 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2286 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2287 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2288 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2291 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2292 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2293 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2294 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2295 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2296 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2298 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2299 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2300 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2301 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2302 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2303 \item la directory \file{/tmp}.
2306 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2307 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2308 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2309 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2310 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2311 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2312 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2315 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2316 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2317 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2318 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2319 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2321 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2322 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2323 caso \var{errno} assumerà i valori:
2325 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2326 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2328 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2329 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2332 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2333 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2334 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2335 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2336 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2337 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2338 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2340 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2341 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2342 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2343 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2344 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2346 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2347 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2349 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2350 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2353 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2357 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2358 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2359 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2360 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2361 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2362 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
2363 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2364 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2365 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2368 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2369 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2371 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2372 Genera un file temporaneo.
2374 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2375 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2377 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2378 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2379 contenuto di \param{template} è indefinito.
2383 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2384 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2385 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2386 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2387 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2388 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2389 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2390 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2391 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2392 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2393 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2394 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2395 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2396 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2397 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2398 Genera un file temporaneo.
2400 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2401 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2403 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2404 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2405 nell'apertura del file.
2408 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2409 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2410 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2411 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2412 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2413 Genera una directory temporanea.
2415 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2416 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2419 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2421 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2424 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2425 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2426 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2427 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2428 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2431 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2432 \label{sec:file_infos}
2434 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2435 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2436 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2437 nell'\textit{inode}.
2439 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2440 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2441 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2442 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2443 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2444 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2447 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2448 \label{sec:file_stat}
2450 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2451 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2452 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2453 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2455 \headdecl{sys/types.h}
2456 \headdecl{sys/stat.h}
2459 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2460 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2461 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2462 Legge le informazioni di un file.
2464 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2465 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2466 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2467 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2470 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2471 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2472 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2473 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2474 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2475 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2476 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2478 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2479 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2480 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2481 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2482 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2483 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2484 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2486 \begin{figure}[!htb]
2489 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2490 \includestruct{listati/stat.h}
2493 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2495 \label{fig:file_stat_struct}
2498 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2499 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2500 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2502 \subsection{I tipi di file}
2503 \label{sec:file_types}
2505 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2506 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2507 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2508 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2509 una struttura \struct{stat}.
2511 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2512 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2513 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2514 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2515 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2516 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2520 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2522 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2525 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2526 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2527 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2528 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2529 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2530 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2531 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2534 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2535 \label{tab:file_type_macro}
2538 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2539 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2540 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2541 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2542 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2544 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2545 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2546 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2547 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2548 un'opportuna combinazione.
2553 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2555 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2558 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2559 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2560 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2561 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2562 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2563 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2564 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2565 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2567 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2568 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2569 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2571 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2572 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2573 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2574 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2576 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2577 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2578 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2579 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2581 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2582 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2583 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2584 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2587 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2588 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2589 \label{tab:file_mode_flags}
2592 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2593 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2595 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2596 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2597 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2600 \subsection{Le dimensioni dei file}
2601 \label{sec:file_file_size}
2603 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2604 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2605 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2606 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2608 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2609 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2610 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2611 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2612 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2614 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2615 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2616 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2617 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2618 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2619 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2620 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2622 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2623 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2624 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2625 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2626 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2627 risultato di \cmd{ls}.
2629 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2630 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2631 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2632 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2634 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2635 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2636 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2637 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2641 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2643 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2645 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2647 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2648 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2649 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2651 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2652 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2653 file o non è aperto in scrittura.
2655 per \func{truncate} si hanno:
2657 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2658 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2660 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2662 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2663 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2666 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2667 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2668 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2669 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2670 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2673 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2674 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2675 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2676 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2677 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2678 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2679 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2681 \subsection{I tempi dei file}
2682 \label{sec:file_file_times}
2684 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2685 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2686 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2687 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2688 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2689 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2690 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2691 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2692 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2697 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2699 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2700 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2703 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
2704 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
2705 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
2706 \func{write}, \func{utime} & default\\
2707 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
2708 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
2711 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
2712 \label{tab:file_file_times}
2715 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
2716 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
2717 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
2718 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
2719 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
2720 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
2721 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
2722 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
2723 l'utilizzo di questo secondo tempo.
2725 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
2726 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
2727 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
2728 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
2729 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
2730 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
2731 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
2732 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
2733 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
2734 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
2735 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
2736 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
2737 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
2739 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
2740 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
2741 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
2742 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
2743 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
2744 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
2745 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
2747 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
2748 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
2749 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
2750 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
2751 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
2752 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
2753 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
2754 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
2755 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
2756 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
2757 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
2758 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
2759 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
2760 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
2765 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
2767 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
2768 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2769 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
2770 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2771 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
2772 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
2775 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
2776 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2777 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2778 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2779 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2780 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2781 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2782 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
2785 \func{chmod}, \func{fchmod}
2786 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2787 \func{chown}, \func{fchown}
2788 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2790 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2791 con \const{O\_CREATE} \\
2793 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2794 con \const{O\_TRUNC} \\
2796 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2798 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2800 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2802 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2804 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2806 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2807 con \const{O\_CREATE} \\
2809 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
2810 con \const{O\_TRUNC} \\
2812 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2814 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2816 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2817 se esegue \func{unlink}\\
2819 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
2820 se esegue \func{rmdir}\\
2822 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2823 per entrambi gli argomenti\\
2825 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2826 \func{truncate}, \func{ftruncate}
2827 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2829 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2831 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2833 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2836 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
2837 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
2838 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
2839 \label{tab:file_times_effects}
2843 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
2844 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
2845 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
2846 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
2847 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
2848 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
2849 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
2852 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
2853 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
2854 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
2855 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
2856 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
2857 tempi di quest'ultimo.
2859 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
2860 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
2861 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
2862 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
2863 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
2865 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
2866 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
2867 \begin{prototype}{utime.h}
2868 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
2869 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2871 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2872 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2874 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2875 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2877 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2880 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
2881 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
2882 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
2883 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
2884 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
2885 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
2887 \begin{figure}[!htb]
2888 \footnotesize \centering
2889 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2890 \includestruct{listati/utimbuf.h}
2893 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
2895 \label{fig:struct_utimebuf}
2898 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
2899 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
2900 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
2901 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
2902 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
2904 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
2905 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
2906 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
2907 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
2908 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
2909 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
2910 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
2911 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
2912 cosa è più complicata da realizzare.
2914 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
2915 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
2916 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
2917 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
2918 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2919 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
2920 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
2921 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
2922 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
2925 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
2926 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
2927 precisione; il suo prototipo è:
2930 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
2931 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2933 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2934 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2936 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2937 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2939 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2942 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
2943 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
2944 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
2945 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
2946 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
2947 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
2948 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
2950 \begin{figure}[!htb]
2951 \footnotesize \centering
2952 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2953 \includestruct{listati/timeval.h}
2956 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
2957 con la precisione del microsecondo.}
2958 \label{fig:sys_timeval_struct}
2961 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
2962 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
2963 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
2964 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
2965 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
2968 \headdecl{sys/time.h}
2970 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
2971 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
2973 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
2974 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
2977 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2978 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2979 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2981 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2982 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2986 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
2987 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
2988 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
2989 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
2990 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
2993 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
2994 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
2995 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
2996 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
2997 compito; i rispettivi prototipi sono:
2999 \headdecl{sys/time.h}
3001 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3002 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3004 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3005 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3008 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3009 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3010 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3012 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3013 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3017 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3018 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3019 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3020 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3022 \begin{figure}[!htb]
3023 \footnotesize \centering
3024 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3025 \includestruct{listati/timespec.h}
3028 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3029 con la precisione del nanosecondo.}
3030 \label{fig:sys_timespec_struct}
3033 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3034 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3035 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3036 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3037 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3038 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3039 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3040 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3041 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3042 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3044 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3045 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3046 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3047 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3048 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3049 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3050 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3051 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3052 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3053 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3054 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3055 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3056 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3057 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3058 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3059 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3060 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3061 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3064 \section{Il controllo di accesso ai file}
3065 \label{sec:file_access_control}
3067 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3068 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3069 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3070 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3071 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3072 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3073 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3076 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3077 \label{sec:file_perm_overview}
3079 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3080 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3081 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
3082 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3083 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3084 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3085 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3086 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3087 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3090 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3091 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3092 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3093 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3094 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3095 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3096 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3097 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3098 base associati ad ogni file sono:
3100 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3102 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3103 dall'inglese \textit{write}).
3104 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3105 dall'inglese \textit{execute}).
3107 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3109 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3110 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3112 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3115 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3116 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3117 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3118 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3122 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3123 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3124 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3125 \label{fig:file_perm_bit}
3128 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3129 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3130 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3131 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3132 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3133 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3135 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3136 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3137 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3138 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3140 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3141 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3142 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3143 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3144 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3145 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3146 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3147 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3148 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3153 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3155 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3158 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3159 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3160 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3162 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3163 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3164 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3166 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3167 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3168 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3171 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3172 \texttt{<sys/stat.h>}}
3173 \label{tab:file_bit_perm}
3176 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3177 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3178 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3181 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3182 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3183 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3184 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3185 diritto di esecuzione).
3187 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3188 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3189 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3190 che si può leggere il contenuto della directory.
3192 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3193 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3194 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3195 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3198 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3199 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3200 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3201 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3202 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3204 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3205 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3206 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3207 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3208 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3209 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3210 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3212 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3213 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3214 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3217 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3218 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3219 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3220 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3221 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3222 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3223 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3225 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3226 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3227 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3228 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\acr{uid} effettivo, il \acr{gid}
3229 effettivo e gli eventuali \acr{gid} supplementari del processo.\footnote{in
3230 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3231 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3232 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3233 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3236 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3237 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3238 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\acr{uid} effettivo e il \acr{gid} effettivo
3239 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
3240 lanciato il processo, mentre i \acr{gid} supplementari sono quelli dei gruppi
3241 cui l'utente appartiene.
3243 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3244 di accesso sono i seguenti:
3246 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è zero (corrispondente
3247 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3248 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3250 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
3251 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3254 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3255 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3256 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3257 impostato, l'accesso è consentito
3258 \item altrimenti l'accesso è negato
3260 \item Se il \acr{gid} effettivo del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
3261 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
3263 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3265 \item altrimenti l'accesso è negato
3267 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3268 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3271 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3272 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3273 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3274 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3275 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3276 tutti gli altri non vengono controllati.
3279 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3280 \label{sec:file_special_perm}
3285 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3286 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3287 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3288 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3289 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3290 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3291 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3293 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3294 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3295 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3296 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3297 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3299 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3300 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3301 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3302 kernel assegnerà come \acr{uid} effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
3303 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
3304 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \acr{gid} effettivo del
3307 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3308 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3309 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3310 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3311 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3312 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3313 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3316 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3317 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3318 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3319 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3320 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3322 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3323 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3324 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3325 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3326 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3327 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3328 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3330 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3331 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3332 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3333 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3336 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3337 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3338 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3339 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3340 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3341 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3347 \itindbeg{sticky~bit}
3349 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3350 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3351 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3352 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3353 si poteva impostare questo bit.
3355 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3356 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3357 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3358 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3359 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3360 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3361 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3362 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3364 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3365 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3366 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3367 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3368 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3370 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3371 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3372 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3373 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3374 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3375 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3378 \item l'utente è proprietario del file
3379 \item l'utente è proprietario della directory
3380 \item l'utente è l'amministratore
3382 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3383 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3386 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3388 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3389 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3390 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3391 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3392 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3393 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3395 \itindend{sticky~bit}
3397 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3398 \label{sec:file_perm_management}
3400 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3401 file viene fatto utilizzando l'\acr{uid} ed il \acr{gid} effettivo del processo;
3402 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\acr{uid}
3403 reale ed il \acr{gid} reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
3404 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3405 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3406 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3408 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3409 \begin{prototype}{unistd.h}
3410 {int access(const char *pathname, int mode)}
3412 Verifica i permessi di accesso.
3414 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3415 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3418 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3419 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3420 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3421 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3422 un filesystem montato in sola lettura.
3424 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3425 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3428 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3429 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3430 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3431 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3432 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3433 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3434 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3435 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3436 sul file a cui esso fa riferimento.
3438 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3439 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3440 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3441 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3442 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3443 contrario (o di errore) ritorna -1.
3447 \begin{tabular}{|c|l|}
3449 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3452 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3453 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3454 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3455 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3458 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3460 \label{tab:file_access_mode_val}
3463 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3464 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3465 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3466 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3468 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3469 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3470 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3471 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3472 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3473 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3474 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3475 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3478 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3479 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3480 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3482 \headdecl{sys/types.h}
3483 \headdecl{sys/stat.h}
3485 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3486 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3488 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3489 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3491 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3492 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3494 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3495 proprietario del file o non è zero.
3496 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3498 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3499 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3500 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3503 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3504 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3505 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3511 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3513 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3516 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3517 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3518 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3520 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3521 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3522 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3523 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3525 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3526 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3527 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3528 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3530 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3531 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3532 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3533 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3536 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3537 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3538 \label{tab:file_permission_const}
3541 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3542 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3543 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3544 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3545 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3546 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3547 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3548 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3550 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3551 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3552 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3553 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3554 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3556 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3557 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3558 funzioni infatti è possibile solo se l'\acr{uid} effettivo del processo
3559 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3560 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3562 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3563 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3564 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3565 in particolare accade che:
3567 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3568 \textit{sticky bit}, se l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero esso
3569 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3570 stato indicato in \param{mode}.
3571 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3572 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3573 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3574 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3575 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3576 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3577 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3578 (la cosa non avviene quando l'\acr{uid} effettivo del processo è zero).
3581 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3582 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3583 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3584 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3585 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3586 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3587 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3588 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3589 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3590 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3591 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3593 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3594 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3595 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3596 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3597 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3598 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3599 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3600 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3604 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3605 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3606 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3607 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3608 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3609 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3610 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3611 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3612 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3613 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3614 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3615 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3616 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3619 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3620 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3621 \begin{prototype}{stat.h}
3622 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3624 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3625 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3627 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3628 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3631 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3632 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3633 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3634 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3635 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3636 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3641 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3642 \label{sec:file_ownership_management}
3644 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3645 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3646 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3647 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3648 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3649 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3651 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
3652 all'\acr{uid} effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
3653 due diverse possibilità:
3655 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} effettivo del processo.
3656 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
3659 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3660 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3661 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3662 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3663 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3665 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
3666 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3667 partenza, in tutte le sotto-directory.
3669 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3670 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3671 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3672 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3673 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3674 nella home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario
3677 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3678 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3679 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3680 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3681 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3682 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3683 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3684 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3685 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3686 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3687 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3689 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3690 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3691 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3693 \headdecl{sys/types.h}
3694 \headdecl{sys/stat.h}
3696 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3697 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3698 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3700 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3701 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
3703 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
3704 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
3706 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3707 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
3709 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
3710 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
3711 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3712 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
3715 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
3716 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
3717 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
3718 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
3719 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
3720 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
3721 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
3722 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
3724 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
3725 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
3726 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
3727 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
3728 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
3729 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
3730 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
3731 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
3732 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
3734 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
3735 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
3736 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
3737 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
3738 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
3739 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
3740 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3743 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
3744 \label{sec:file_riepilogo}
3746 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
3747 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
3748 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
3749 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
3750 fornire un quadro d'insieme.
3755 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
3757 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3758 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3759 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3760 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3761 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
3763 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3766 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
3767 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
3768 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
3769 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
3770 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3771 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
3772 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
3773 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
3774 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
3775 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
3776 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
3777 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
3778 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
3779 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
3782 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3783 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3784 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3785 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3786 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
3788 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3791 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3792 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
3794 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
3796 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
3797 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
3798 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
3799 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
3801 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
3803 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
3805 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
3806 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
3807 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
3810 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
3812 \label{tab:file_fileperm_bits}
3815 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
3816 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
3817 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
3818 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
3819 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
3820 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
3821 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
3822 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
3823 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
3824 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
3825 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
3826 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3828 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
3829 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
3830 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
3831 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
3833 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
3834 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
3835 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
3836 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
3837 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
3838 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
3841 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
3842 \label{sec:file_dir_advances}
3844 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
3845 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
3846 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
3847 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
3850 \subsection{Gli attributi estesi}
3851 \label{sec:file_xattr}
3853 \itindbeg{Extended~Attributes}
3855 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
3856 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
3857 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
3858 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
3859 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
3860 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
3861 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
3862 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
3863 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
3866 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
3867 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
3868 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
3869 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
3870 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
3871 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
3872 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
3873 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
3875 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
3876 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
3877 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
3878 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
3879 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
3880 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
3881 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
3882 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
3883 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
3884 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
3885 l'atomicità di tutte le operazioni.
3887 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
3888 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
3889 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
3890 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
3892 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
3893 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
3894 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
3895 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
3896 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
3897 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
3898 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
3899 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
3900 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
3901 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
3902 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
3903 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
3904 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
3905 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
3906 gruppo proprietari del file.
3908 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
3909 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
3910 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
3911 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
3912 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
3913 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
3914 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
3915 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
3916 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
3917 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
3918 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
3923 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
3925 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
3928 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
3929 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
3930 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
3931 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
3932 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
3933 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
3934 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
3935 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
3936 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
3937 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
3938 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
3939 \textit{capabilities} (vedi
3940 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
3941 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
3942 utilizzati per poter realizzare in user space
3943 meccanismi che consentano di mantenere delle
3944 informazioni sui file che non devono essere accessibili
3945 ai processi ordinari.\\
3946 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
3947 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
3948 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
3949 file) accessibili dagli utenti.\\
3952 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
3953 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
3954 \label{tab:extended_attribute_class}
3958 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
3959 impiega per realizzare delle estensioni (come le
3960 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
3961 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
3962 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
3963 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
3964 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
3965 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
3966 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
3967 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
3968 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
3969 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
3970 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
3971 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
3972 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
3973 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
3974 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
3975 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
3976 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3977 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
3979 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
3980 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
3981 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
3982 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
3983 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
3984 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
3985 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
3986 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
3987 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
3990 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
3991 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
3992 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3993 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
3994 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
3995 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
3997 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
3998 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
3999 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4000 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4001 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4002 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4003 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4004 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4005 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4006 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4007 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4008 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4009 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4010 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4011 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4014 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4015 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4016 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4017 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4018 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4019 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4020 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4021 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4022 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4023 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4024 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4025 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4026 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4027 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4028 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4029 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4030 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4031 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4032 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4033 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4034 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4035 \const{CAP\_FOWNER}.
4038 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4039 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4040 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4041 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4042 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4043 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4044 l'opzione \texttt{-lattr}.
4046 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4047 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4048 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4049 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4051 \headdecl{sys/types.h}
4052 \headdecl{attr/xattr.h}
4054 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4055 *value, size\_t size)}
4057 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4058 *value, size\_t size)}
4060 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4063 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4065 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4066 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4067 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4069 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4070 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4071 non è sufficiente per contenere il risultato.
4072 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4073 filesystem o sono disabilitati.
4075 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4076 permessi di accesso all'attributo. }
4079 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4080 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4081 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4082 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4083 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4084 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4087 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4088 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4089 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4090 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4091 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4092 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4093 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4094 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4095 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4097 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4098 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4099 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4100 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4101 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4102 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4103 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4104 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4105 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4107 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4108 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4109 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4110 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4112 \headdecl{sys/types.h}
4113 \headdecl{attr/xattr.h}
4115 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4116 *value, size\_t size, int flags)}
4118 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4119 *value, size\_t size, int flags)}
4121 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4122 size\_t size, int flags)}
4124 Impostano il valore di un attributo esteso.
4126 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4127 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4129 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4130 l'attributo richiesto non esiste.
4131 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4132 l'attributo esiste già.
4133 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4134 filesystem o sono disabilitati.
4136 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4137 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4142 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4143 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4144 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4145 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4146 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4147 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4149 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4150 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4151 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4152 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4153 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4154 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4155 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4156 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4157 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4158 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4160 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4161 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4162 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4163 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4165 \headdecl{sys/types.h}
4166 \headdecl{attr/xattr.h}
4168 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4170 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4172 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4174 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4176 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4177 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4178 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4180 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4181 non è sufficiente per contenere il risultato.
4182 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4183 filesystem o sono disabilitati.
4185 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4186 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4191 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4192 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4193 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4194 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4195 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4197 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4198 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4199 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4200 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4201 dimensione totale della lista in byte.
4203 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4204 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4205 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4206 usando per \param{size} un valore nullo.
4208 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4209 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4210 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4212 \headdecl{sys/types.h}
4213 \headdecl{attr/xattr.h}
4215 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4217 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4219 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4222 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4224 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4225 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4227 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4228 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4229 filesystem o sono disabilitati.
4231 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4235 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4236 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4237 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4238 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4239 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4241 \itindend{Extended~Attributes}
4244 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4245 \label{sec:file_ACL}
4247 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4248 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4250 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4252 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4253 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4254 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4255 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4256 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4257 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4258 si può soddisfare in maniera semplice.}
4260 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4261 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4262 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4263 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4264 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4265 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4266 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4268 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4269 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4270 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4271 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4272 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4273 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4276 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4277 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4278 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4279 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4280 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4281 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4282 standard POSIX 1003.1e.
4284 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4285 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4286 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4287 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4288 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4289 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4290 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4291 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4292 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4293 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4294 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4295 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4296 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4298 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4299 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4300 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4301 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4302 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4303 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4304 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4305 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4306 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4307 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4308 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4313 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4315 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4318 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4319 proprietario del file.\\
4320 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4321 l'utente indicato dal rispettivo
4323 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4324 gruppo proprietario del file.\\
4325 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4326 il gruppo indicato dal rispettivo
4328 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4329 permessi di accesso che possono essere garantiti
4330 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4331 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4332 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4333 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4336 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4337 \label{tab:acl_tag_types}
4340 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4341 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4342 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4343 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4344 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4345 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4348 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4349 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4350 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4351 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4352 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4353 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4354 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4357 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4358 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4359 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4360 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4361 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4362 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4363 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4364 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4365 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4367 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4368 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4369 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4370 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4371 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4372 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4373 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4374 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4375 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4376 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4377 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4378 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4379 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4380 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4381 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4382 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4383 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4384 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4386 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4387 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4388 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4389 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4390 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4391 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4392 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4393 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4394 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4395 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4396 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4397 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4398 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4399 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4401 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4402 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4403 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4404 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4405 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4406 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4407 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4409 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4410 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4411 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4412 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4413 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4414 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4417 \item Se l'\acr{uid} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4419 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4421 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4422 l'accesso è consentito;
4423 \item altrimenti l'accesso è negato.
4425 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4426 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4428 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4429 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4431 \item altrimenti l'accesso è negato.
4433 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4434 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4436 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4437 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4438 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4439 l'accesso è consentito;
4440 \item altrimenti l'accesso è negato.
4442 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4443 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4444 \const{ACL\_GROUP} allora:
4446 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4447 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4449 \item altrimenti l'accesso è negato.
4451 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4452 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4455 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4456 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4457 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4458 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4459 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4460 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4462 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4463 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4464 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4465 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4466 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4467 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4468 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4471 \headdecl{sys/types.h}
4472 \headdecl{sys/acl.h}
4474 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4476 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4478 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4479 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4480 assumerà uno dei valori:
4482 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4483 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4488 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4489 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4490 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4491 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4492 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4493 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4494 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4495 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4496 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4497 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4498 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4500 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4501 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4502 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4504 \headdecl{sys/types.h}
4505 \headdecl{sys/acl.h}
4507 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4509 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4511 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4512 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4513 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4517 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4518 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4519 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4520 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4521 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4522 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4523 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4524 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4525 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4526 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4529 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4530 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4531 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4533 \headdecl{sys/types.h}
4534 \headdecl{sys/acl.h}
4536 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4538 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4540 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4541 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4542 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4544 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4546 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4552 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4553 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4554 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4555 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4556 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4557 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4558 memoria occupata dalla copia.
4560 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4561 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4562 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4563 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4565 \headdecl{sys/types.h}
4566 \headdecl{sys/acl.h}
4568 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4570 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4572 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4573 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4574 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4579 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4580 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4581 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4582 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4583 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4584 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4586 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4587 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4588 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4591 \headdecl{sys/types.h}
4592 \headdecl{sys/acl.h}
4594 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4595 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4597 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4599 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4600 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4601 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4603 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4604 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4607 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4608 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4609 un file per \func{acl\_get\_file}.
4614 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4615 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4616 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4617 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4618 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4619 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4620 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4621 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4626 \begin{tabular}{|l|l|}
4628 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4631 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4632 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4635 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4636 \label{tab:acl_type}
4639 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4640 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4641 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4642 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4643 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4644 verrà restituita una ACL vuota.
4646 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4647 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4649 \headdecl{sys/types.h}
4650 \headdecl{sys/acl.h}
4652 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4654 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4656 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4657 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4658 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4660 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4661 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4662 \param{buf\_p} non è valida.
4668 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4669 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4670 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4671 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4672 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4673 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4675 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4676 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4677 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4678 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4679 per riga, nella forma:
4681 tipo:qualificatore:permessi
4683 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4684 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4685 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4686 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4687 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4688 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4689 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4692 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4693 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4694 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4695 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4696 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4697 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4698 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4699 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4700 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4701 carattere ``\texttt{\#}''.
4703 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
4704 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
4705 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
4706 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
4707 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
4709 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
4710 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
4711 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
4713 \headdecl{sys/types.h}
4714 \headdecl{sys/acl.h}
4716 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
4718 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4720 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4721 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
4722 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
4725 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4726 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4732 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
4733 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
4734 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
4735 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
4736 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
4737 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
4738 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
4740 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
4741 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
4742 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
4744 \headdecl{sys/types.h}
4745 \headdecl{sys/acl.h}
4747 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
4748 separator, int options)}
4750 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4752 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4753 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
4754 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4756 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4757 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4763 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
4764 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
4765 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
4766 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
4768 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
4769 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
4770 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
4771 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
4772 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
4773 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
4774 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
4779 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4781 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4784 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
4785 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
4786 \acr{uid} e \acr{gid}.\\
4787 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
4788 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
4789 viene generato un commento con i permessi
4790 effettivamente risultanti; il commento è
4791 separato con un tabulatore.\\
4792 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
4793 effettivi per ciascuna voce che contiene
4794 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
4795 anche quando questi non vengono modificati
4796 da essa; il commento è separato con un
4798 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
4799 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
4800 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
4801 automaticamente il numero di spaziatori
4802 prima degli eventuali commenti in modo da
4803 mantenerli allineati.\\
4806 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
4807 \func{acl\_to\_any\_text}.}
4808 \label{tab:acl_to_text_options}
4811 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
4812 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
4813 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
4814 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
4815 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
4816 bozza dello standard POSIX.1e.
4818 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
4819 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
4820 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
4821 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
4822 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
4823 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
4824 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
4826 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
4827 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
4828 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
4829 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
4831 \headdecl{sys/types.h}
4832 \headdecl{sys/acl.h}
4834 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
4836 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
4838 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4839 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4840 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4842 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4848 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
4849 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
4850 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
4851 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
4852 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
4853 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
4855 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
4856 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
4858 \headdecl{sys/types.h}
4859 \headdecl{sys/acl.h}
4861 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
4863 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
4865 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4866 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4867 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4869 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
4870 \param{size} è negativo o nullo.
4871 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
4872 dimensione della rappresentazione della ACL.
4878 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
4879 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
4880 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
4881 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
4882 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
4883 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
4885 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
4886 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
4887 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
4889 \headdecl{sys/types.h}
4890 \headdecl{sys/acl.h}
4892 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
4894 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
4896 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4897 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4898 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4900 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
4901 una rappresentazione corretta di una ACL.
4902 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
4903 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
4909 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
4910 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
4911 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
4912 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
4913 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
4916 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
4917 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
4918 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
4919 directory, ed il cui prototipo è:
4921 \headdecl{sys/types.h}
4922 \headdecl{sys/acl.h}
4924 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
4927 Imposta una ACL su un file o una directory.
4929 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4930 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4932 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
4933 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
4934 assegnato a \param{path}.
4935 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4936 ha in valore non corretto.
4937 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4938 dati aggiuntivi della ACL.
4939 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4940 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4942 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
4943 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4947 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
4948 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
4949 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
4950 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
4951 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
4952 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
4953 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
4954 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
4955 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
4956 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
4957 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
4958 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
4959 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
4960 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
4962 \headdecl{sys/types.h}
4963 \headdecl{sys/acl.h}
4965 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
4967 Imposta una ACL su un file descriptor.
4969 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4970 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4972 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4973 ha in valore non corretto.
4974 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4975 dati aggiuntivi della ACL.
4976 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4977 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4979 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4983 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
4984 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
4985 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
4986 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
4987 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
4988 descriptor, la ACL da impostare.
4990 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
4991 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
4992 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
4993 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
4994 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
4995 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
4996 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
4997 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5000 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5001 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5002 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5003 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5004 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5005 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5006 singole voci successive alla prima.
5008 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5009 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5010 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5011 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5012 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5013 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5014 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5015 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5016 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5017 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5019 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5022 \subsection{La gestione delle quote disco}
5023 \label{sec:disk_quota}
5025 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5026 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5027 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5028 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5029 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5030 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5031 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5032 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5033 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5034 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5035 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5036 sugli utenti o solo sui gruppi.
5038 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5039 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5040 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5041 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5042 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5043 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5044 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5045 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5046 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5048 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5049 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5050 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5051 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5052 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5053 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5054 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5055 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5056 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5057 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5058 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5059 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5060 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5061 verificare e aggiornare i dati.
5063 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5064 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5065 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5066 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5067 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5068 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5069 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5070 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5071 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5073 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5074 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5076 \headdecl{sys/types.h}
5077 \headdecl{sys/quota.h}
5079 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5081 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5083 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5084 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5086 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5087 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5089 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5090 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5091 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5092 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5093 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5094 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5095 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5097 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5099 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5100 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5101 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5102 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5103 filesystem senza quote attivate.
5108 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5109 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5110 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5111 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5112 il gruppo (specificati rispettivamente per \acr{uid} e \acr{gid}) su cui si
5113 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5114 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5117 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5118 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5119 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5121 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5122 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5124 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5125 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5126 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5133 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5135 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5138 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5139 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5140 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5141 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5142 la versione del formato con uno dei valori di
5143 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5144 richiede i privilegi di amministratore.\\
5145 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5146 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5147 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5148 richiede i privilegi di amministratore.\\
5149 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5150 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5151 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5152 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5153 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5154 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5155 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5157 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5158 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5159 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5160 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5161 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5162 di amministratore.\\
5163 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5164 time}) delle quote del filesystem indicato
5165 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5166 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5167 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5168 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5169 struttura \struct{dqinfo} puntata
5170 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5171 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5172 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5173 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5174 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5175 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5176 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5177 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5178 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5179 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5180 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5181 filesystem con quote attive, \param{id}
5182 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5183 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5184 relative al sistema delle quote per il filesystem
5185 indicato da \param{dev}, richiede che si
5186 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5187 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5188 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5189 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5190 più recenti, che espongono la stessa informazione
5191 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5195 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5197 \label{tab:quotactl_commands}
5201 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5202 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5203 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5204 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5205 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5206 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5207 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5208 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5209 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5214 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5216 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5219 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5220 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5221 \acr{uid} e \acr{gid} a 32 bit e limiti fino a
5222 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5223 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5224 \acr{uid} e \acr{GID} a 32 bit e limiti fino a
5225 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5228 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5229 \label{tab:quotactl_id_format}
5232 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5233 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5234 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5235 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5236 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5237 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5238 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5241 \begin{figure}[!htb]
5242 \footnotesize \centering
5243 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5244 \includestruct{listati/dqblk.h}
5247 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5248 \label{fig:dqblk_struct}
5251 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5252 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5253 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5254 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5255 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5256 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5257 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5258 \textit{soft limit}.
5263 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5265 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5268 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5269 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5270 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5271 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5272 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5273 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5274 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5275 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5276 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5277 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5278 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5279 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5280 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5281 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5282 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5283 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5284 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5285 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5286 \const{QIF\_INODES}.\\
5287 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5288 \const{QIF\_ITIME}.\\
5289 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5292 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5293 \label{tab:quotactl_qif_const}
5297 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5298 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5299 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5300 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5301 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5302 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5303 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5304 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5305 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5307 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5308 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5309 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5310 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5311 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5312 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5313 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5314 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5315 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5316 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5317 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5318 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5320 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5321 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5322 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5323 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5324 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5325 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5326 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5327 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5328 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5330 \begin{figure}[!htb]
5331 \footnotesize \centering
5332 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5333 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5336 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5337 \label{fig:dqinfo_struct}
5340 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5341 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5342 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5343 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5344 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5349 \begin{tabular}{|l|l|}
5351 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5354 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5355 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5356 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5357 (\val{dqi\_igrace}).\\
5358 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5359 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5362 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5363 \label{tab:quotactl_iif_const}
5366 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5367 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5368 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5369 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5370 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5372 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5373 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5374 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5375 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5376 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5377 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5378 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5379 \textit{Repository}.}
5381 \begin{figure}[!htbp]
5382 \footnotesize \centering
5383 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5384 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5386 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5387 \label{fig:get_quota}
5390 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5391 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5392 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5393 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5394 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5395 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5397 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5398 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5399 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5400 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5401 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5402 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5403 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5404 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5405 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5406 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5408 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5409 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5410 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5411 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5412 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5413 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5414 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5416 \begin{figure}[!htbp]
5417 \footnotesize \centering
5418 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5419 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5421 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5422 \label{fig:set_block_quota}
5425 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5426 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5427 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5428 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5429 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5430 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5431 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5432 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5434 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5435 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5436 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5437 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5438 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5439 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5442 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5443 \label{sec:proc_capabilities}
5445 \itindbeg{capabilities}
5447 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5448 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5449 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5450 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5451 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5452 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5453 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5454 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5455 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5456 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5457 la marcatura di immutabilità.}
5459 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5460 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5461 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5462 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5463 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5464 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5465 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5467 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5468 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5469 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5470 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5471 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5472 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5473 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5474 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5476 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5477 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5478 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5479 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5480 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5481 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5482 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5483 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5484 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5485 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5486 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5489 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5490 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5491 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5492 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5493 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5494 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5495 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5496 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5497 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5498 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5499 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5500 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5501 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5503 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5504 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5505 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5506 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5507 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5508 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5509 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5510 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5511 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5512 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5513 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5514 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5515 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5516 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5518 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5519 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5520 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5521 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5522 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5523 \textit{file capabilities} è il seguente:
5524 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5525 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5526 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5527 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5528 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5529 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5530 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5531 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5533 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5534 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5535 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5536 chiamata ad \func{exec}.
5537 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5538 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5539 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5540 compiute dal processo.
5541 \label{sec:capabilities_set}
5544 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5545 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5546 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5547 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5548 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5549 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5550 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5551 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5552 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5553 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5554 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5555 loro significato è diverso:
5556 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5557 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5558 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5559 capacità \textsl{permesse} del processo.
5560 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5561 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5562 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5563 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5565 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5566 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5567 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5568 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5569 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5572 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5574 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5575 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5576 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5577 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5578 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5579 casistica assai complessa.
5581 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5582 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5583 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5584 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5585 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5586 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5587 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5588 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5589 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5590 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5591 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5592 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5594 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5595 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5596 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5597 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5598 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5599 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5600 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5601 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5602 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5603 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5606 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5607 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5608 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5609 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5610 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5611 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5613 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5614 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5615 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5616 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5617 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5618 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5619 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5620 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5621 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5623 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5624 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5625 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5626 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5627 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5628 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5629 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5631 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5632 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5633 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5634 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5635 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5636 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5637 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5638 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5639 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5640 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5641 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5643 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5644 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5645 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5646 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5647 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5648 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5649 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5650 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5651 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5652 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5653 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5654 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5655 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5656 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5659 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5660 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5661 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5662 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5663 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5664 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5665 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5666 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5667 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5668 attraverso una \func{exec}.
5670 \begin{figure}[!htbp]
5671 \footnotesize \centering
5672 \begin{minipage}[c]{12cm}
5673 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5675 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5677 \label{fig:cap_across_exec}
5680 \itindend{capabilities~bounding~set}
5682 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5683 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5684 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5685 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5686 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5687 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5688 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5689 privilegi originali dal processo.
5691 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5692 eseguito da un processo con \acr{uid} reale 0, esso verrà trattato come
5693 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5694 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5695 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5696 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5697 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5698 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5700 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5701 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \acr{uid}
5702 nullo a \acr{uid} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
5703 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
5704 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
5705 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
5706 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
5709 \item se si passa da \acr{uid} effettivo nullo a non nullo
5710 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
5711 viceversa si passa da \acr{uid} effettivo non nullo a nullo il
5712 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
5713 \item se si passa da \textit{file system} \acr{uid} nullo a non nullo verranno
5714 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
5715 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
5716 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
5717 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
5718 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
5719 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
5720 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
5721 \textit{permitted set}.
5722 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
5723 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
5724 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
5725 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
5726 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
5727 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
5728 set} che l'\textit{effective set}.
5730 \label{sec:capability-uid-transition}
5732 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
5733 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
5734 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
5735 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
5736 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
5737 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
5738 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
5739 cancellarle dal \textit{permitted set}.
5741 \itindbeg{securebits}
5743 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
5744 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
5745 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
5746 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
5747 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
5748 processi con \acr{uid} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
5749 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
5750 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
5755 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5757 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
5760 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
5761 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
5762 \acr{uid} passano ad un valore non
5763 nullo (regola di compatibilità per il cambio
5764 di \acr{uid} n.~3 del precedente
5765 elenco), sostituisce il precedente uso
5766 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
5768 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
5769 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
5770 da nullo a non nullo degli \acr{uid}
5771 dei gruppi \textit{effective} e
5772 \textit{file system} (regole di compatibilità
5773 per il cambio di \acr{uid} nn.~1 e 2 del
5774 precedente elenco).\\
5775 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
5776 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
5777 se ha \acr{uid} nullo o il programma ha
5778 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
5779 all'amministratore (regola di compatibilità
5780 per l'esecuzione di programmi senza
5781 \textit{capabilities}).\\
5784 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
5785 \textit{securebits}.}
5786 \label{tab:securebits_values}
5789 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
5790 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
5791 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
5792 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
5793 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
5794 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
5795 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
5796 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
5797 \const{SECURE\_NOROOT}.
5799 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
5800 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
5801 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
5802 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
5803 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
5804 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
5805 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
5806 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
5807 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
5809 \itindend{securebits}
5811 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
5812 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
5813 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
5814 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
5815 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
5816 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
5817 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
5818 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
5819 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
5821 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
5822 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
5824 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
5825 % http://lwn.net/Articles/280279/
5826 % http://lwn.net/Articles/256519/
5827 % http://lwn.net/Articles/211883/
5830 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
5831 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
5832 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
5833 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
5834 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
5835 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
5836 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
5837 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
5838 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
5839 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
5840 che è opportuno dettagliare maggiormente.
5842 \begin{table}[!h!btp]
5845 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
5847 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
5851 % POSIX-draft defined capabilities.
5853 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
5854 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
5855 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
5856 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
5857 % TODO verificare questa roba dell'auditing
5858 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
5859 proprietario di un file (vedi
5860 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
5861 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
5862 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
5863 file,\footnotemark (vedi
5864 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5865 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
5866 permessi di lettura ed esecuzione per
5868 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5869 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
5870 proprietà di un file per tutte
5871 le operazioni privilegiate non coperte dalle
5872 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
5873 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
5874 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
5875 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
5876 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
5877 per i quali sono impostati viene modificato da
5878 un processo senza questa capacità e la capacità
5879 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
5880 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
5882 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
5883 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
5884 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
5885 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
5886 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
5888 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
5889 processi, sia il principale che i supplementari,
5890 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
5891 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
5892 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5893 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
5894 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
5895 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
5896 delle credenziali coi socket \textit{unix
5897 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5899 % Linux specific capabilities
5902 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
5903 locking} \itindex{memory~locking} con le
5904 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
5905 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
5906 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
5907 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
5908 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
5909 per le operazioni sugli oggetti di
5910 intercomunicazione fra processi (vedi
5911 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
5912 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
5913 \itindex{file~lease} (vedi
5914 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
5915 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
5917 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
5918 attributi \textit{immutable} e
5919 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
5921 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
5922 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
5923 con \func{mknod} (vedi
5924 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
5925 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
5926 privilegiate sulla rete.\\
5927 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
5928 su porte riservate (vedi
5929 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
5930 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
5931 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
5932 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
5933 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
5934 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
5935 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
5936 \textit{capabilities}.\\
5937 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
5939 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
5940 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
5941 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
5942 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
5943 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
5944 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5945 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
5946 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5947 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
5949 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
5950 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
5951 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
5952 \textit{accounting} dei processi (vedi
5953 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
5954 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
5956 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
5957 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
5958 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
5959 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
5960 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
5962 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
5963 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
5964 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
5965 della console, con la funzione
5967 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
5968 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
5969 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
5970 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
5971 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
5972 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
5973 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
5974 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
5977 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
5979 \label{tab:proc_capabilities}
5982 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
5983 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
5984 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
5987 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
5988 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
5989 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
5990 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
5991 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
5992 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
5993 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
5994 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
5995 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
5996 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
5999 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6000 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6001 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6002 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6003 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6004 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6005 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6006 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6007 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6008 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6010 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6011 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6012 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6013 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\acr{uid} effettivo del
6014 processo (o meglio l'\acr{uid} di filesystem, vedi
6015 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6016 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6017 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6018 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6019 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6020 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6021 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6022 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6023 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6025 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6026 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6027 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6028 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6029 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6030 tabella di instradamento.
6032 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6033 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6034 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6035 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6036 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6037 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6038 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6039 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \acr{uid} arbitrario
6040 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6041 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6042 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6043 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6044 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6045 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6046 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6047 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6048 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6049 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6051 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6052 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6053 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6054 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6055 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6056 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6057 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6058 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6059 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6060 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6062 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6063 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6064 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6065 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6066 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6067 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6068 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6069 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6071 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6072 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6073 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6074 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6075 loro rispettivi prototipi sono:
6077 \headdecl{sys/capability.h}
6079 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6080 Legge le \textit{capabilities}.
6082 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6084 Imposta le \textit{capabilities}.
6087 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6088 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6090 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6091 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6092 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6093 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6094 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6095 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6096 \const{CAP\_SETPCAP}.
6098 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6102 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6103 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6104 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6105 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6106 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6107 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6108 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6109 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6111 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6112 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6113 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6114 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6115 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6116 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6117 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6118 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6119 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6121 \begin{figure}[!htb]
6124 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6125 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6128 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6129 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6130 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6131 \label{fig:cap_kernel_struct}
6134 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6135 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6136 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6137 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6138 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6139 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6140 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6141 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6142 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6143 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6144 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6145 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6146 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6147 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6148 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6149 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6150 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6151 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6152 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6153 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6154 puntatore ad una singola struttura.}
6156 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6157 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6158 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6159 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6160 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6161 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6162 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6163 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6164 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6166 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6167 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6168 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6169 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6170 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6171 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6172 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6173 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6174 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6175 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6176 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6179 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6180 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6181 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6183 \headdecl{sys/capability.h}
6185 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6186 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6188 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6189 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6190 valore \errval{ENOMEM}.
6194 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6195 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6196 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6197 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6198 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6199 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6200 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6203 \headdecl{sys/capability.h}
6205 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6206 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6208 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6209 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6213 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6214 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6215 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6216 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6217 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6218 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6219 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6220 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6221 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6223 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6224 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6226 \headdecl{sys/capability.h}
6228 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6229 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6231 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6232 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6233 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6237 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6238 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6239 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6240 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6241 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6242 potranno essere modificati in maniera completamente
6243 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6244 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6246 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6247 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6248 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6250 \headdecl{sys/capability.h}
6252 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6253 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6254 \textit{capabilities}.
6256 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6257 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6261 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6262 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6263 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6264 creazione con \func{cap\_init}.
6269 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6271 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6274 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6275 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6276 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6279 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6280 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6281 \label{tab:cap_set_identifier}
6284 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6285 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6286 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6289 \headdecl{sys/capability.h}
6291 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6293 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6294 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6296 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6297 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6300 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6301 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6302 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6303 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6304 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6305 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6307 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6308 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6311 \headdecl{sys/capability.h}
6312 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6314 Confronta due \textit{capability state}.
6316 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6317 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6320 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6321 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6322 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6323 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6324 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6325 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6327 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6328 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6331 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6332 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6333 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6334 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6335 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6337 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6338 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6339 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6340 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6341 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6343 \headdecl{sys/capability.h}
6345 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6346 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6347 Legge il valore di una \textit{capability}.
6349 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6350 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6351 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6353 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6354 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6358 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6359 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6360 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6361 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6363 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6364 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6365 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6366 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6367 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6368 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6369 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6370 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6371 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6373 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6374 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6375 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6376 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6381 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6383 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6386 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6387 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6390 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6391 indica lo stato di una capacità.}
6392 \label{tab:cap_value_type}
6395 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6396 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6397 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6398 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6399 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6400 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6401 lo stato di una capacità alla volta.
6403 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6404 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6405 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6406 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6407 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6408 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6409 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6410 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6412 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6413 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6414 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6415 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6416 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6417 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6419 \headdecl{sys/capability.h}
6421 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6423 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6425 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6426 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6427 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6432 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6433 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6434 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6435 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6436 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6437 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6439 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6440 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6441 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6442 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6443 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6444 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6446 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6447 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6448 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6449 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6450 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6451 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6452 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6453 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6454 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6456 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6457 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6458 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6459 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6460 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6461 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6462 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6463 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6465 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6466 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6467 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6468 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6469 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6470 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6471 doverlo scrivere esplicitamente.
6473 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6474 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6475 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6476 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6477 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6478 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6479 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6480 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6481 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6482 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6483 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6484 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6487 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6488 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6491 \headdecl{sys/capability.h}
6493 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6495 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6497 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6498 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6499 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6502 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6503 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6504 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6505 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6506 con \func{cap\_free}.
6508 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6509 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6510 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6511 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6512 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6514 \headdecl{sys/capability.h}
6516 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6517 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6518 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6519 testuale e viceversa.
6521 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6522 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6523 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6524 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6528 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6529 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6530 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6531 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6532 stringa \param{name}.
6534 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6535 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6536 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6537 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6538 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6539 processo corrente, il suo prototipo è:
6541 \headdecl{sys/capability.h}
6543 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6544 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6546 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6547 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6548 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6551 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6552 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6553 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6554 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6555 non sarà più utilizzato.
6557 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6558 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6559 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6560 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6561 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6562 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6564 \headdecl{sys/capability.h}
6566 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6567 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6569 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6570 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6571 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6574 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6576 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6577 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6578 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6579 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6580 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6581 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6582 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6583 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6587 CapInh: 0000000000000000
6588 CapPrm: 00000000fffffeff
6589 CapEff: 00000000fffffeff
6593 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6594 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6595 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6598 \headdecl{sys/capability.h}
6600 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6601 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6603 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6604 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6605 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6609 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6610 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6611 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6612 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6613 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6614 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6615 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6616 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6617 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6618 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6620 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6621 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6622 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6623 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6624 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6625 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6626 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6628 \begin{figure}[!htbp]
6629 \footnotesize \centering
6630 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6631 \includecodesample{listati/getcap.c}
6634 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6635 \label{fig:proc_getcap}
6638 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6639 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6640 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6641 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6642 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6643 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6644 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6645 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6646 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6649 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6650 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6651 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6652 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6655 \itindend{capabilities}
6657 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6658 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6662 \subsection{La funzione \func{chroot}}
6663 \label{sec:file_chroot}
6665 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6666 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6668 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6669 % e le funzionalità di isolamento dei container
6671 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6672 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6673 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6676 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6677 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6678 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6679 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6680 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6681 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6682 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6683 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6684 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6685 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6686 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6687 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6688 cambiando questa directory, così come si fa coi
6689 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6692 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6693 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6694 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6695 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6696 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6698 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6699 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
6700 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
6701 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
6702 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
6705 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
6706 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
6708 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero.
6710 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6711 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6712 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
6714 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
6715 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
6716 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
6717 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
6718 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
6719 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
6720 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6721 \textsl{imprigionato}.
6723 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
6724 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
6725 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
6726 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
6729 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
6730 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
6731 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
6732 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
6733 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
6734 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
6735 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
6738 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
6739 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
6740 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
6741 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
6742 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
6743 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
6745 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
6746 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
6747 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6748 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
6749 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
6750 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6755 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
6756 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
6758 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6759 % parte diversa se è il caso.
6761 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6762 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6763 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6764 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6765 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6766 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6767 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6768 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6769 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6770 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6771 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6772 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6773 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6774 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6775 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6776 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6777 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
6778 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6779 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6780 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6781 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6782 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6783 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6784 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6785 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6786 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6787 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6788 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6789 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6790 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6791 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6792 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6793 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6794 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6795 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6796 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6797 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6798 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6799 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6800 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6801 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6802 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6803 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6804 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6805 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6806 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6807 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6808 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6809 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6810 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6811 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6812 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6813 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6814 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6815 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6816 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6817 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6818 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
6819 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6820 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6821 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
6822 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
6823 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
6824 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
6825 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
6826 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
6827 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
6829 %%% Local Variables:
6831 %%% TeX-master: "gapil"