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11 \chapter{File e directory}
12 \label{cha:files_and_dirs}
14 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
15 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
16 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
17 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
18 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
19 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
20 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
21 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
25 \section{La gestione di file e directory}
28 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
29 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
30 direttamente dall'architettura del sistema.
32 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
33 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
34 lettura delle directory.
36 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
37 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
38 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
41 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
44 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
45 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
46 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
47 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
50 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
51 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
52 sez.~\ref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
53 fare questa operazione.
55 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
56 file su disco avviene passando attraverso il suo inode\index{inode}, che è la
57 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
58 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
59 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
60 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
63 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
64 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso
65 inode\index{inode} di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche
66 che nessuno di questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o
67 originalità rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento
68 allo stesso inode\index{inode}.
70 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
71 inode\index{inode} già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si suole
72 chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o \textit{hard
73 link}). Il prototipo della funzione è:
74 \begin{prototype}{unistd.h}
75 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
76 Crea un nuovo collegamento diretto.
78 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
79 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
84 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
85 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
88 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
89 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
91 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
92 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
93 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
96 La funzione crea sul \itindex{pathname}\textit{pathname} \param{newpath} un
97 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
98 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
99 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
100 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
101 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
102 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
103 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
105 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
106 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i
107 \itindex{pathname}\textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il
108 filesystem deve supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è
109 disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di Windows).
111 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
112 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
113 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
114 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
115 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
116 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
117 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
118 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
119 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
122 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
123 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
124 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
125 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
128 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
129 suo prototipo è il seguente:
130 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
134 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
135 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
136 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
145 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
149 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
150 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
151 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
152 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
153 abbia privilegi sufficienti.}
155 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
156 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
157 inode\index{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
158 caso di socket\index{socket}, fifo o file di
159 dispositivo\index{file!di~dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file i
160 processi che hanno aperto uno di questi oggetti possono continuare ad
163 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
164 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
165 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
166 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
167 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \textit{sticky} bit (vedi
168 sez.~\ref{sec:file_sticky}) è impostato occorrerà anche essere proprietari del
169 file o proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni
172 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
173 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
174 nell'inode\index{inode} devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
175 sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
176 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
179 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
180 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
181 count} mantenuto nell'inode\index{inode} diventa zero lo spazio occupato su
182 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
183 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
184 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
185 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
186 inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione dello spazio
187 occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla anche questa
188 tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun riferimento
189 all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che abbiano il
190 suddetto file aperto).
192 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
193 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
194 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
195 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
196 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
197 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
198 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
199 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
202 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
203 \label{sec:file_remove}
205 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
206 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
207 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
208 funzione \funcd{remove}.
210 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
211 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
212 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
213 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
214 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
215 Cancella un nome dal filesystem.
217 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
218 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
220 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
221 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
222 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
225 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
226 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
227 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
228 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
229 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
230 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
233 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
234 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
235 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
236 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
238 \begin{prototype}{stdio.h}
239 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
243 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
244 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
245 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
247 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
248 \param{oldpath} non è una directory.
249 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
251 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
253 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
254 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
255 sistema (come mount point).
256 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
257 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
258 sotto-directory di se stessa.
259 \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei
260 \itindex{pathname}\textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath}
261 è una directory e \param{newpath} esiste e non è una directory.
263 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
264 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
268 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
269 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
270 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
272 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
273 un file o una directory; se ci riferisce a un file allora \param{newpath}, se
274 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
275 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
276 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
278 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
279 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
280 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
281 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
284 Se \param{oldpath} si riferisce a un link simbolico questo sarà rinominato; se
285 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
286 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
287 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
288 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
289 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
290 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
292 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
293 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
294 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
295 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
296 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
299 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
300 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
301 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
302 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
303 riferimento allo stesso file.
306 \subsection{I link simbolici}
307 \label{sec:file_symlink}
309 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
310 riferimenti agli inode\index{inode}, pertanto può funzionare soltanto per file
311 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
312 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
315 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
316 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
317 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
318 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
319 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
320 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
321 file che non esistono ancora.
323 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
324 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
325 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'inode, e
326 riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
327 \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui alcune funzioni di
328 libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come argomento un
329 link simbolico vengono automaticamente applicate al file da esso specificato.
330 La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è \funcd{symlink},
331 ed il suo prototipo è:
332 \begin{prototype}{unistd.h}
333 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
334 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
337 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
338 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
340 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
341 supporta i link simbolici.
342 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
343 \param{oldpath} è una stringa vuota.
344 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
345 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
348 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
349 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
353 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
354 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
355 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
356 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
357 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
359 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
360 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
361 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
362 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
363 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
364 direttamente sul suo contenuto.
368 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
370 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
373 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
374 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
375 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
376 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
377 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
378 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
379 \func{lchown} & $\bullet$ & $\bullet$ \\
380 \func{link} & -- & -- \\
381 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
382 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
383 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
384 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
385 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
386 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
387 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
388 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
389 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
390 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
391 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
392 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
393 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
396 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
397 \label{tab:file_symb_effect}
400 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
401 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
402 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
403 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
404 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
406 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
407 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
408 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
409 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
410 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
411 \begin{prototype}{unistd.h}
412 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
413 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
414 \param{buff} di dimensione \param{size}.
416 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
417 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
418 \var{errno} assumerà i valori:
420 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
423 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
424 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
428 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
429 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
430 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
431 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
436 \includegraphics[width=9cm]{img/link_loop}
437 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
438 \label{fig:file_link_loop}
441 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
442 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
443 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
444 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
445 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
446 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
447 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
448 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
449 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
450 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
451 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
453 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
454 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
455 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
456 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
457 \file{/boot/boot/boot} e così via.
459 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
460 un \itindex{pathname}\textit{pathname} possano essere seguiti un numero
461 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
462 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
463 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
465 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
466 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
467 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
470 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
472 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
473 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
474 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
475 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
478 cat: temporaneo: No such file or directory
480 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
481 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
484 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
485 \label{sec:file_dir_creat_rem}
487 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
488 elenchi di nomi ed inode, non è possibile trattarle come file ordinari e
489 devono essere create direttamente dal kernel attraverso una opportuna system
490 call.\footnote{questo permette anche, attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di
491 diversi formati per la gestione dei suddetti elenchi.} La funzione usata
492 per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
494 \headdecl{sys/stat.h}
495 \headdecl{sys/types.h}
496 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
498 Crea una nuova directory.
500 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
501 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
503 \item[\errcode{EEXIST}] Un file (o una directory) con quel nome esiste di
505 \item[\errcode{EACCES}]
506 Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
508 \item[\errcode{EMLINK}] La directory in cui si vuole creare la nuova
509 directory contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene
510 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
511 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
512 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
514 \item[\errcode{ENOSPC}] Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
515 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
517 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
518 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
522 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
523 standard (\file{.} e \file{..}), con il nome indicato dall'argomento
524 \param{dirname}. Il nome può essere indicato sia come
525 \itindex{pathname}\textit{pathname} assoluto che relativo.
527 I permessi di accesso alla directory (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control})
528 sono specificati da \param{mode}, i cui possibili valori sono riportati in
529 tab.~\ref{tab:file_permission_const}; questi sono modificati dalla maschera di
530 creazione dei file (si veda sez.~\ref{sec:file_umask}). La titolarità della
531 nuova directory è impostata secondo quanto riportato in
532 sez.~\ref{sec:file_ownership}.
534 La funzione per la cancellazione di una directory è \funcd{rmdir}, il suo
536 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
537 Cancella una directory.
539 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
540 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
542 \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
543 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo sticky
544 bit impostato e l'user-ID effettivo del processo non corrisponde al
545 proprietario della directory.
546 \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
547 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
548 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
550 \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
551 radice di qualche processo.
552 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
554 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
555 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
558 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
559 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard \file{.} e
560 \file{..}). Il nome può essere indicato con il
561 \itindex{pathname}\textit{pathname} assoluto o relativo.
563 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
564 \func{unlink}: fintanto che il numero di link all'inode\index{inode} della
565 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
566 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
567 la funzione rimuove il link all'inode\index{inode} e nel caso sia l'ultimo,
568 pure le voci standard \file{.} e \file{..}, a questo punto il kernel non
569 consentirà di creare più nuovi file nella directory.
572 \subsection{La creazione di file speciali}
573 \label{sec:file_mknod}
575 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
576 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
577 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo
578 \index{file!di~dispositivo} e le fifo (i socket\index{socket} sono un caso a
579 parte, che vedremo in cap.~\ref{cha:socket_intro}).
581 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
582 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
583 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
584 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
586 \headdecl{sys/types.h}
587 \headdecl{sys/stat.h}
590 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
592 Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
594 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
595 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
597 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
598 il filesystem su cui si è cercato di creare \param{pathname} non supporta
600 \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
601 fifo o un dispositivo.
602 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
604 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
605 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
606 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
609 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
610 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
611 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
612 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
613 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
614 \var{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_umask}).
616 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
617 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un device a
618 blocchi, \const{S\_IFCHR} per un device a caratteri e \const{S\_IFIFO} per una
619 fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora si sia
620 specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di \param{dev}
621 viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
623 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
624 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
625 standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
626 codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
629 I nuovi inode\index{inode} creati con \func{mknod} apparterranno al
630 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
631 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
632 BSD per il filesystem (si veda sez.~\ref{sec:file_ownership}) in cui si va a
633 creare l'inode\index{inode}.
635 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
636 sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
637 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
639 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
641 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
645 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
646 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
647 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
648 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
651 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
652 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
653 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
654 modificati dal valore di \var{umask}.
658 \subsection{Accesso alle directory}
659 \label{sec:file_dir_read}
661 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
662 delle liste di nomi ed inode, per il ruolo che rivestono nella struttura del
663 sistema, non possono essere trattate come dei normali file di dati. Ad
664 esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo il kernel
665 può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un processo a
666 inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di scrittura.
668 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
669 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
670 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
671 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
672 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
673 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
674 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
675 funzione per la lettura delle directory.
677 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
678 previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
679 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
680 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
681 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
682 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
684 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
686 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
688 Apre un \textit{directory stream}.
690 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
691 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
692 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
693 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
696 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
697 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
698 è il tipo opaco\index{tipo!opaco} usato dalle librerie per gestire i
699 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
700 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
703 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
704 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
705 stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
708 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
710 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
712 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
714 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
715 caso di successo e -1 in caso di errore.}
718 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
719 POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
720 partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
721 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
722 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
723 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
724 per cambiare la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) a
725 quella relativa allo stream che si sta esaminando.
727 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
728 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
730 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
732 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
734 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
736 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
737 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
738 non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
739 \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
743 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
744 successiva. I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
745 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
746 nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
747 del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
748 infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).} è
749 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
750 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
751 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
752 lettura di una voce sullo stesso stream.
754 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
755 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
756 con i thread; il suo prototipo è:
758 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
760 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
761 struct dirent **result)}
763 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
765 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
766 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
769 La funzione restituisce in \param{result} (come
770 \itindex{value~result~argument}\textit{value result argument}) l'indirizzo
771 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
772 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry}
773 (anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente).
775 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
776 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
777 la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
778 definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
779 dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
780 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
781 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
782 ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
783 definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
784 usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
785 inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo \var{st\_ino} di
789 \footnotesize \centering
790 \begin{minipage}[c]{15cm}
791 \includestruct{listati/dirent.c}
794 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
796 \label{fig:file_dirent_struct}
799 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
800 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
801 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
802 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
803 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
808 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
810 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
813 \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto. \\
814 \const{DT\_REG} & file normale. \\
815 \const{DT\_DIR} & directory. \\
816 \const{DT\_FIFO} & fifo. \\
817 \const{DT\_SOCK} & socket. \\
818 \const{DT\_CHR} & dispositivo a caratteri. \\
819 \const{DT\_BLK} & dispositivo a blocchi. \\
822 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
823 della struttura \struct{dirent}.}
824 \label{tab:file_dtype_macro}
827 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
828 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
829 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
830 campo, pur presente nella struttura, non è implementato, e resta sempre al
831 valore \const{DT\_UNKNOWN}.} sono riportati in
832 tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo valore
833 mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche
834 due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
836 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
837 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
839 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
840 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
843 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
844 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
845 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
846 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
847 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
848 estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
850 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
851 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
854 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
855 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
856 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
857 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
858 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
859 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
860 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
862 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
863 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
864 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
865 valore errato per \param{dir}.}
868 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
869 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
872 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
874 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
876 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
880 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
881 stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
883 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
885 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
887 Chiude un \textit{directory stream}.
889 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
890 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
893 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
894 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
895 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
896 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
897 libc4.} ed il suo prototipo è:
898 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
899 struct dirent ***namelist, int(*select)(const struct dirent *),
900 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
902 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
904 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
905 trovate, e -1 altrimenti.}
908 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
909 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
910 controllano rispettivamente la selezione di una voce (\param{select}) e
911 l'ordinamento di tutte le voci selezionate (\param{compar}).
913 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
914 \param{dir}, passando ciascuna di esse come argomento alla funzione di
915 \param{select}; se questa ritorna un valore diverso da zero la voce viene
916 inserita in una struttura allocata dinamicamente con \func{malloc}, qualora si
917 specifichi un valore \val{NULL} per \func{select} vengono selezionate tutte le
918 voci. Tutte le voci selezionate vengono poi inserite un una lista (anch'essa
919 allocata con \func{malloc}, che viene riordinata tramite \func{qsort} usando
920 la funzione \param{compar} come criterio di ordinamento; alla fine l'indirizzo
921 della lista ordinata è restituito nell'argomento \param{namelist}.
923 Per l'ordinamento sono disponibili anche due funzioni predefinite,
924 \funcd{alphasort} e \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
928 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
930 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
932 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
934 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
935 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
936 maggiore del secondo.}
939 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
940 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
941 puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
942 originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
943 \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
944 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
945 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
946 a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
947 tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
948 \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
949 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque
950 dopo \texttt{file4}.)
952 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
953 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
954 programma che, usando la routine di scansione illustrata in
955 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
956 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
960 \footnotesize \centering
961 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
962 \includecodesample{listati/my_ls.c}
964 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
966 \label{fig:file_my_ls}
969 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
970 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
971 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
972 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
974 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
975 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
976 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
977 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
978 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro.
980 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
981 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
982 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
983 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
984 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
986 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
987 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
988 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
989 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
992 \footnotesize \centering
993 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
994 \includecodesample{listati/DirScan.c}
996 \caption{Codice della routine di scansione di una directory contenuta nel
997 file \file{DirScan.c}.}
998 \label{fig:file_dirscan}
1001 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1002 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
1003 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
1004 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1005 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1008 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1009 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione
1010 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
1011 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
1012 (\texttt{\small 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
1013 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
1014 della funzione \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo
1015 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
1016 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
1017 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
1018 ottenere le dimensioni.}
1020 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1021 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1022 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1023 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1024 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1025 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1026 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1027 28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1030 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1031 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1032 dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1033 necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1034 dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1035 consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1036 stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1037 concluse con successo.
1040 \subsection{La directory di lavoro}
1041 \label{sec:file_work_dir}
1045 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1046 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1047 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1048 quando un \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} è espresso in forma
1049 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1052 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1053 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1054 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1055 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
1056 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1057 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1058 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1060 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo dell'inode\index{inode}
1061 della directory di lavoro, per ottenere il \textit{pathname}
1062 occorre usare una apposita funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui
1064 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1065 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
1067 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1068 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1069 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1071 \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1073 \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1074 lunghezza del \textit{pathname}.
1075 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1076 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
1081 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
1082 lavoro nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
1083 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
1084 buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il
1085 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
1086 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
1089 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1090 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1091 supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1092 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1093 della lunghezza esatta del \textit{pathname} altrimenti. In questo caso ci si
1094 deve ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1096 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
1097 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
1098 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1099 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1100 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
1101 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
1102 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
1103 principale per cui questa funzione è deprecata.
1105 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1106 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1107 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1108 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
1109 comprendente anche dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo
1110 il \textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro l'albero della directory,
1111 si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1113 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1114 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1115 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1116 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
1117 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1119 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1120 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1122 \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1123 \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1126 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1127 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1129 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1130 quale si hanno i permessi di accesso.
1132 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1133 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
1134 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1135 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
1136 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1139 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1140 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1143 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1144 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1145 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1146 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1147 specificata da \param{fd}.
1153 \subsection{I file temporanei}
1154 \label{sec:file_temp_file}
1156 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1157 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1158 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1159 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1160 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile \textit{race
1161 condition}\itindex{race~condition} (si ricordi quanto visto in
1162 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
1164 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1165 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1166 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1167 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1168 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1169 non esistente al momento dell'invocazione.
1171 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1172 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1174 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1175 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1176 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1177 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1178 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
1179 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1180 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1181 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1183 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1184 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
1185 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1186 esplicitamente, il suo prototipo è:
1187 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1188 Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1189 non esistente al momento dell'invocazione.
1191 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1192 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1193 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1196 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1197 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1198 puntatore che restituisce. L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1199 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1200 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1201 la prima valida delle seguenti:
1203 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1204 definita o se il programma chiamante è \acr{suid} o \acr{sgid}, vedi
1205 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid}).
1206 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1207 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1208 \item la directory \file{/tmp}.
1211 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1212 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1213 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1214 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1215 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1216 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1217 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1220 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1221 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, il cui prototipo è:
1222 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1223 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1225 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1226 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1227 caso \var{errno} assumerà i valori:
1229 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1230 \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1232 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1233 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1235 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1236 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1237 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1238 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1239 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1240 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \textit{race
1241 condition}\itindex{race~condition}.
1243 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1244 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1245 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1246 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1247 unico. La prima delle due è analoga a \funcd{tmpnam} e genera un nome casuale,
1249 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1250 Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1253 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1254 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1257 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1260 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1261 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
1262 alle possibili \textit{race condition}\itindex{race~condition} date per
1263 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1264 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1265 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1266 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1267 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1270 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1271 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1273 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1274 Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1275 finali di \param{template}.
1277 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1278 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1280 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1281 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1282 contenuto di \param{template} è indefinito.
1285 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1286 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1287 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1288 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1289 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1290 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1291 versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1292 usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1293 contenuti del file.} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
1295 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1296 Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1297 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1298 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1299 Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1300 \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1302 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1303 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1306 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1308 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1310 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1311 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione
1312 della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di \textit{race
1313 condition}\itindex{race~condition} non si pongono.
1316 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
1317 \label{sec:file_infos}
1319 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1320 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1321 relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode\index{inode}.
1323 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1324 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1325 memorizzati nell'inode\index{inode}; esamineremo poi le varie funzioni usate
1326 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1327 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1328 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
1331 \subsection{Le funzioni \func{stat}, \func{fstat} e \func{lstat}}
1332 \label{sec:file_stat}
1334 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1335 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1336 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1337 e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste funzioni sono i
1340 \headdecl{sys/types.h}
1341 \headdecl{sys/stat.h}
1344 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1345 informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1348 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1349 \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1350 lette le informazioni relativae ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1352 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1353 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1354 descriptor \param{filedes}.
1356 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1357 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1358 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1359 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1361 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1362 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1364 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1365 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1366 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
1367 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1368 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1369 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1371 \begin{figure}[!htb]
1374 \begin{minipage}[c]{15cm}
1375 \includestruct{listati/stat.h}
1378 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
1380 \label{fig:file_stat_struct}
1383 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1384 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1385 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1388 \subsection{I tipi di file}
1389 \label{sec:file_types}
1391 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1392 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
1393 di file è ritornato dalla \func{stat} come maschera binaria nel campo
1394 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
1396 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1397 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1398 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1399 standard per i link simbolici e i socket\index{socket} definite da BSD;
1400 l'elenco completo delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da
1401 \var{st\_mode} è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
1405 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1407 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1410 \macro{S\_ISREG(m)} & file regolare \\
1411 \macro{S\_ISDIR(m)} & directory \\
1412 \macro{S\_ISCHR(m)} & dispositivo a caratteri \\
1413 \macro{S\_ISBLK(m)} & dispositivo a blocchi\\
1414 \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1415 \macro{S\_ISLNK(m)} & link simbolico \\
1416 \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket\index{socket} \\
1419 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1420 \label{tab:file_type_macro}
1423 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1424 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1425 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1426 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1427 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
1429 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1430 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1431 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1432 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1433 un'opportuna combinazione.
1438 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1440 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1443 \const{S\_IFMT} & 0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1444 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & socket\index{socket} \\
1445 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & link simbolico \\
1446 \const{S\_IFREG} & 0100000 & file regolare \\
1447 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & dispositivo a blocchi \\
1448 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & directory \\
1449 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & dispositivo a caratteri \\
1450 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & fifo \\
1452 \const{S\_ISUID} & 0004000 & set UID bit \\
1453 \const{S\_ISGID} & 0002000 & set GID bit \\
1454 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & sticky bit \\
1456 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & bitmask per i permessi del proprietario \\
1457 \const{S\_IRUSR} & 00400 & il proprietario ha permesso di lettura \\
1458 \const{S\_IWUSR} & 00200 & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1459 \const{S\_IXUSR} & 00100 & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1461 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & bitmask per i permessi del gruppo \\
1462 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha permesso di lettura \\
1463 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha permesso di scrittura \\
1464 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha permesso di esecuzione \\
1466 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1467 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno permesso di lettura \\
1468 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1469 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno permesso di esecuzione \\
1472 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1473 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1474 \label{tab:file_mode_flags}
1477 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1478 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1480 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1481 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1482 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1485 \subsection{Le dimensioni dei file}
1486 \label{sec:file_file_size}
1488 Il campo \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se si tratta
1489 di un file regolare, nel caso di un link simbolico la dimensione è quella del
1490 \itindex{pathname}\textit{pathname} che contiene, per le fifo è sempre nullo).
1492 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1493 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1494 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1495 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1496 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1498 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1499 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1500 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1501 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1502 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) oltre la
1505 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1506 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1507 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1508 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1509 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1510 risultato di \cmd{ls}.
1512 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1513 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1514 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1515 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1517 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1518 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1519 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1520 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1522 \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1523 length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1524 ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1526 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1527 eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1528 descriptor \param{fd}.
1530 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1531 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1532 \func{ftruncate} si hanno i valori:
1534 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
1535 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un
1536 socket\index{socket}, non a un file o non è aperto in scrittura.
1538 per \func{truncate} si hanno:
1540 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1541 permesso di esecuzione una delle directory del
1542 \itindex{pathname}\textit{pathname}.
1543 \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1545 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1546 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1549 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1550 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1551 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1552 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1553 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1556 \subsection{I tempi dei file}
1557 \label{sec:file_file_times}
1559 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1560 nell'inode\index{inode} insieme agli altri attributi del file e possono essere
1561 letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi
1562 della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
1563 significato di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1564 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
1565 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
1570 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1572 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
1573 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1576 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read},
1577 \func{utime} & \cmd{-u}\\
1578 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write},
1579 \func{utime} & default\\
1580 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod},
1581 \func{utime} & \cmd{-c} \\
1584 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1585 \label{tab:file_file_times}
1588 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1589 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1590 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1591 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1592 secondo ad una modifica dell'inode\index{inode}; siccome esistono molte
1593 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1594 che modificano solo le informazioni contenute nell'inode\index{inode} senza
1595 toccare il file, diventa necessario l'utilizzo di un altro tempo.
1597 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode\index{inode},
1598 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1599 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1600 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1601 \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo tempo).
1603 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1604 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1605 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1606 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1607 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1608 nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}.
1613 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1615 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1616 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1617 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1618 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1619 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
1620 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1623 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
1624 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1625 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1626 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1627 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1628 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1629 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1630 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1633 \func{chmod}, \func{fchmod}
1634 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1635 \func{chown}, \func{fchown}
1636 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1638 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1639 \const{O\_CREATE} \\ \func{creat}
1640 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
1641 con \const{O\_TRUNC} \\ \func{exec}
1642 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1644 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1646 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1648 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1650 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1652 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& con
1653 \const{O\_CREATE} \\ \func{open}
1654 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & con
1655 \const{O\_TRUNC} \\ \func{pipe}
1656 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1658 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- & \\
1660 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1661 \func{unlink}\\ \func{remove}
1662 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& se esegue
1663 \func{rmdir}\\ \func{rename}
1664 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1665 gli argomenti\\ \func{rmdir}
1666 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1667 \func{truncate}, \func{ftruncate}
1668 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1670 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$& \\
1672 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1674 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- & \\
1677 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
1678 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1679 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1680 \label{tab:file_times_effects}
1683 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1684 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1685 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1686 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1687 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1688 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1690 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1691 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1692 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1693 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1694 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1697 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1698 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1699 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1700 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1701 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1704 \subsection{La funzione \func{utime}}
1705 \label{sec:file_utime}
1707 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1708 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1709 \begin{prototype}{utime.h}
1710 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
1712 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode\index{inode}
1713 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1714 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1716 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1717 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1719 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1720 \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1724 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1725 \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
1726 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1727 valori che si vogliono impostare per tempi.
1729 \begin{figure}[!htb]
1730 \footnotesize \centering
1731 \begin{minipage}[c]{15cm}
1732 \includestruct{listati/utimbuf.h}
1735 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1737 \label{fig:struct_utimebuf}
1740 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1741 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1742 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1743 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1744 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1746 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1747 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1748 volte che si modifica l'inode\index{inode} (quindi anche alla chiamata di
1749 \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1750 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce. In
1751 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1752 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1753 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1758 \section{Il controllo di accesso ai file}
1759 \label{sec:file_access_control}
1761 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1762 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1763 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1764 caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1765 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1766 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1767 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1770 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1771 \label{sec:file_perm_overview}
1773 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1774 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1775 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1776 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1777 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1778 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1779 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1780 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1781 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1784 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1785 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1786 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1787 Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1788 opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1789 serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1790 come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1791 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1792 le necessità più comuni. I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1794 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1796 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1797 dall'inglese \textit{write}).
1798 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1799 dall'inglese \textit{execute}).
1801 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1803 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1804 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1806 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1809 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1810 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1811 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1812 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1816 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1817 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1818 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
1819 \label{fig:file_perm_bit}
1822 I restanti tre bit (noti come \acr{suid}, \acr{sgid}, e \textsl{sticky}) sono
1823 usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del meccanismo del
1824 controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1825 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid} e sez.~\ref{sec:file_sticky}); lo schema di
1826 allocazione dei bit è riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
1828 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1829 memorizzati nell'inode\index{inode}; in particolare essi sono contenuti in
1830 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1831 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
1833 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1834 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1835 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1836 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1837 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1838 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1839 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
1840 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1841 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
1846 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1848 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1851 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere \\
1852 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere \\
1853 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\
1855 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere \\
1856 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere \\
1857 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1859 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere \\
1860 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere \\
1861 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1864 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
1865 \texttt{<sys/stat.h>}}
1866 \label{tab:file_bit_perm}
1869 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1870 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1871 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1874 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
1875 \itindex{pathname}\textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
1876 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
1877 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
1878 diritto di esecuzione).
1880 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1881 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}\textit{pathname},
1882 ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
1883 contenuto della directory.
1885 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1886 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1887 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1888 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1891 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1892 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1893 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1894 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1895 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1897 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1898 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1899 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1900 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1901 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1902 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1903 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1905 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1906 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1907 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1910 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1911 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1912 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1913 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1914 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1915 in una directory con lo \textsl{sticky bit} impostato (si veda
1916 sez.~\ref{sec:file_sticky}).
1918 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1919 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1920 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1921 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1922 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1923 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
1924 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1925 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1926 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1929 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1930 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1931 sez.~\ref{sec:file_suid_sgid}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1932 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1933 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1934 cui l'utente appartiene.
1936 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1937 di accesso sono i seguenti:
1939 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1940 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1941 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1943 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1944 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1947 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1948 il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1949 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1950 impostato, l'accesso è consentito
1951 \item altrimenti l'accesso è negato
1953 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1954 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1956 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1958 \item altrimenti l'accesso è negato
1960 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1961 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1964 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1965 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1966 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1967 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1968 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1969 tutti gli altri non vengono controllati.
1972 \subsection{I bit \acr{suid} e \acr{sgid}}
1973 \label{sec:file_suid_sgid}
1975 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1976 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1977 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1978 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
1979 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
1980 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
1981 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
1983 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
1984 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
1985 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
1986 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
1987 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
1989 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
1990 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
1991 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
1992 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
1993 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
1994 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
1997 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
1998 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
1999 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2000 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2001 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2002 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2003 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2006 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2007 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2008 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2009 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2010 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
2012 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2013 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2014 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2015 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2016 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2017 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2018 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2020 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2021 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2022 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2023 veda sez.~\ref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
2026 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per una ulteriore estensione mutuata
2027 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2028 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2029 per quel file il \textit{mandatory locking} (affronteremo questo argomento in
2030 dettaglio più avanti, in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
2033 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
2034 \label{sec:file_sticky}
2036 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2037 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2038 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
2039 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2040 si poteva impostare questo bit.
2042 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
2043 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
2044 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
2045 macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
2046 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
2047 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
2048 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
2049 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
2051 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2052 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2053 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2054 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2055 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2057 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
2058 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textsl{sticky
2059 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2060 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2061 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2062 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2065 \item l'utente è proprietario del file
2066 \item l'utente è proprietario della directory
2067 \item l'utente è l'amministratore
2069 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2070 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2073 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
2075 quindi con lo \textsl{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2076 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2077 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2078 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2079 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2080 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2083 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
2084 \label{sec:file_ownership}
2086 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2087 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2088 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2089 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
2090 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2091 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
2093 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2094 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2095 due diverse possibilità:
2097 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2098 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2101 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2102 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2103 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2104 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2105 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2107 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2108 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2109 partenza, in tutte le sotto-directory.
2111 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2112 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2113 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2114 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2115 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2116 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2119 \subsection{La funzione \func{access}}
2120 \label{sec:file_access}
2122 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2123 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo;
2124 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID
2125 reale ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
2126 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
2127 accennato in sez.~\ref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in dettaglio in
2128 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2130 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2131 \begin{prototype}{unistd.h}
2132 {int access(const char *pathname, int mode)}
2134 Verifica i permessi di accesso.
2136 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2137 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2140 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2141 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2142 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2143 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2144 un filesystem montato in sola lettura.
2146 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2147 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2150 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2151 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2152 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2153 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
2154 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
2155 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
2156 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
2157 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
2158 sul file a cui esso fa riferimento.
2160 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2161 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2162 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2163 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2164 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2165 contrario (o di errore) ritorna -1.
2169 \begin{tabular}{|c|l|}
2171 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2174 \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2175 \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2176 \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2177 \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2180 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
2182 \label{tab:file_access_mode_val}
2185 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2186 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2187 l'uso del \acr{suid} bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i
2188 permessi per accedere ad un certo file.
2191 \subsection{Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod}}
2192 \label{sec:file_chmod}
2194 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2195 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2196 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2198 \headdecl{sys/types.h}
2199 \headdecl{sys/stat.h}
2201 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2202 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2204 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2205 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2207 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2208 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2210 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2211 proprietario del file o non è zero.
2212 \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2214 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2215 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2216 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2219 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2220 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2221 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2227 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2229 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2232 \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
2233 \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
2234 \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
2236 \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2237 \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura \\
2238 \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2239 \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2241 \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi \\
2242 \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura \\
2243 \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2244 \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2246 \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2247 \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura \\
2248 \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2249 \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2252 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2253 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2254 \label{tab:file_permission_const}
2257 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2258 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2259 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2260 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2261 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2262 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2263 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
2264 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2266 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2267 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2268 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2269 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2270 bit \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2272 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2273 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2274 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2275 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2276 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2278 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2279 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2280 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2281 in particolare accade che:
2283 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \textit{sticky bit}, se
2284 l'user-ID effettivo del processo non è zero esso viene automaticamente
2285 cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato indicato in
2287 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership} riguardo la creazione
2288 dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un processo è
2289 assegnato a un gruppo per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare
2290 che si possa assegnare il bit \acr{sgid} ad un file appartenente a un gruppo
2291 per cui non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato da
2292 \param{mode} (senza notifica di errore) qualora il gruppo del file non
2293 corrisponda a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
2294 l'user-ID effettivo del processo è zero).
2297 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \acr{ext2} supporta questa
2298 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
2299 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
2300 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai
2301 permessi di un file qualora un processo che non appartenga all'amministratore
2302 effettui una scrittura. In questo modo anche se un utente malizioso scopre un
2303 file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale modifica comporterà la
2304 perdita di questo privilegio.
2306 \subsection{La funzione \func{umask}}
2307 \label{sec:file_umask}
2309 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2310 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2311 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2312 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2313 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2314 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2315 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2316 permessi non vengono indicati esplicitamente.
2318 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2319 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2320 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2321 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2322 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2323 infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2324 vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di bit, la cosiddetta
2325 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2326 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2327 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2330 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2331 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2332 \begin{prototype}{stat.h}
2333 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2335 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2336 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2338 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2339 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2342 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2343 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2344 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2345 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2346 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2347 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2350 \subsection{Le funzioni \func{chown}, \func{fchown} e \func{lchown}}
2351 \label{sec:file_chown}
2353 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2354 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2355 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2358 \headdecl{sys/types.h}
2359 \headdecl{sys/stat.h}
2361 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2362 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2363 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2365 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2366 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
2368 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2369 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2371 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2372 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2374 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2375 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2376 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2377 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2380 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
2381 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
2382 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
2383 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
2384 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
2385 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
2387 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2388 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2389 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2390 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2391 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2392 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2393 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2394 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2395 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2397 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2398 privilegi di root entrambi i bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono
2399 cancellati. Questo non avviene per il bit \acr{sgid} nel caso in cui esso
2400 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
2401 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
2403 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
2404 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
2405 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
2406 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi sez.~\ref{sec:file_perms}), le date (vedi
2407 %sez.~\ref{sec:file_times}).
2410 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2411 \label{sec:file_riepilogo}
2413 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2414 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2415 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2416 da poter fornire un quadro d'insieme.
2418 In tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari
2419 bit per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi per
2420 proprietario, gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2421 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Si rammenti che il valore dei permessi non
2422 ha alcun effetto qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2427 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2429 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2430 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2431 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2432 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2433 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2435 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2438 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario\\
2439 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario\\
2440 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \textit{mandatory locking} è abilitato\\
2441 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2442 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario\\
2443 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario\\
2444 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario\\
2445 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario\\
2446 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario\\
2447 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario\\
2448 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri\\
2449 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri \\
2450 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri\\
2453 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2455 \label{tab:file_fileperm_bits}
2458 Per compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \acr{suid},
2459 \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione illustrata anche in
2460 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2462 In tab.~\ref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2463 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2464 specificati i bit di \acr{suid}, \acr{sgid} e \acr{sticky} con la notazione
2465 compatta illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2470 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2472 \multicolumn{3}{|c|}{}&
2473 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2474 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2475 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2476 \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2478 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2481 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato\\
2482 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file creati\\
2483 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella directory\\
2484 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario\\
2485 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario\\
2486 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario\\
2487 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo proprietario\\
2488 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo proprietario\\
2489 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo proprietario\\
2490 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri\\
2491 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri \\
2492 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri\\
2495 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2497 \label{tab:file_dirperm_bits}
2500 Nelle tabelle si è indicato con ``-'' il fatto che il valore degli altri bit
2501 non è influente rispetto a quanto indicato in ciascuna riga; l'operazione fa
2502 riferimento soltanto alla combinazione di bit per i quali il valore è
2503 riportato esplicitamente.
2506 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2507 \label{sec:file_chroot}
2509 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2510 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2511 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2514 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
2515 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
2516 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2517 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2518 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2519 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_organization}), ha per il
2520 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2521 risolti i \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname}
2522 assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la risoluzione di un
2523 \textit{pathname}, il kernel usa sempre questa directory come punto di
2524 partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo apre
2525 allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2526 \textit{pathname} assoluti da parte di un processo cambiando questa directory,
2527 così come si fa coi \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi
2528 cambiando la directory di lavoro.
2530 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2531 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2532 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
2533 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti a partire sempre dalla
2534 stessa directory, che corrisponde alla \file{/} del sistema.
2536 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2537 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2538 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2540 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2541 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2544 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2545 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2547 \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2549 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2550 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2551 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2553 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2554 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
2555 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
2556 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
2557 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
2558 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
2559 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2560 \textsl{imprigionato}.
2562 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2563 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2564 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2565 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2568 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2569 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2570 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2571 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
2572 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
2573 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
2574 (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice effettiva del filesystem.
2576 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2577 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2578 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2579 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2580 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2581 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2583 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2584 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2585 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2586 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2587 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2588 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2590 %%% Local Variables:
2592 %%% TeX-master: "gapil"