3 %% Copyright (C) 2000-2012 Simone Piccardi. Permission is granted to
4 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
5 %% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
6 %% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
7 %% with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover Texts. A copy of the
8 %% license is included in the section entitled "GNU Free Documentation
12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
103 \itindbeg{pathname~resolution}
105 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
106 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
107 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
108 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
109 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
110 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
111 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
112 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
113 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
114 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
115 directory in cui il filesystem è stato montato.
117 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
119 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
120 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
121 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
122 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
123 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
124 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
125 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
126 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
128 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
129 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
130 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
131 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
132 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
133 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
134 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
135 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
136 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
137 questo punto verrà inserita nella cache.
139 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
140 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
141 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso, si avrà
142 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
143 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
144 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
145 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 \itindend{pathname~resolution}
151 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
152 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
153 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
154 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
155 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
156 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
157 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
158 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
159 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
161 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
162 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
163 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
164 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
165 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
166 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
167 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
168 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
170 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
171 definizione si è riportato un estratto in
172 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
173 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
174 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
175 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
176 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
177 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
180 \footnotesize \centering
181 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
182 \includestruct{listati/inode.h}
185 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
186 \texttt{include/linux/fs.h}).}
187 \label{fig:kstruct_inode}
190 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
191 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
192 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
193 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
194 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
195 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
196 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
197 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
198 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
199 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
201 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
202 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
203 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
204 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
205 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
210 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
212 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
215 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
217 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
219 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
220 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
221 \textsl{\code{symlink}}& Crea un collegamento simbolico (vedi
222 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
223 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
227 \textsl{\code{mknod}} & Crea un \index{file!speciali} file speciale (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
229 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
230 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}).\\
231 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
234 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
235 \kstruct{inode\_operation}.}
236 \label{tab:file_inode_operations}
239 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
240 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
241 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
242 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
243 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
244 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
247 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
248 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
249 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
250 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
251 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
252 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
255 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
256 funzione \texttt{open} che invece è citata in
257 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
258 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
259 puntatore \var{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che fornisce
260 detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un file
261 richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo oggetto del
262 VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che viene associata
263 ad ogni file aperto nel sistema.
265 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
266 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
267 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
268 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
269 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
271 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
272 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
273 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
274 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
275 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
276 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
281 \footnotesize \centering
282 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
283 \includestruct{listati/file.h}
286 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
287 \texttt{include/linux/fs.h}).}
288 \label{fig:kstruct_file}
291 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
292 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
293 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
294 \var{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga per
295 i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
296 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
297 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
302 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
304 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
307 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
308 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
309 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
311 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
312 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
313 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
314 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
315 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
317 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
319 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
320 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
321 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
323 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
325 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
326 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
329 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
330 \label{tab:file_file_operations}
333 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
334 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
335 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
336 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
337 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
338 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
339 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
340 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
342 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
343 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
344 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
345 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
346 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
347 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
348 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
349 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
350 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
353 \itindend{Virtual~File~System}
355 % NOTE: documentazione interessante:
356 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
357 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
358 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
362 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
363 \label{sec:file_filesystem}
365 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
366 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
367 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
368 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
369 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
370 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
371 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
372 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
374 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
375 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
376 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
377 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
378 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
379 replicato il cosiddetto \itindex{superblock} \textit{superblock}, (la
380 struttura che contiene l'indice iniziale del filesystem e che consente di
381 accedere a tutti i dati sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei
382 dati e delle informazioni per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di
383 \acr{ext2} e derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
387 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
388 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
389 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
390 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
391 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
392 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
393 per i dati in essi contenuti.
397 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
398 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
400 \label{fig:file_disk_filesys}
403 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
404 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
405 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
406 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \itindex{superblock}
407 \textit{superblock} e tutti i dati di gestione possiamo esemplificare la
408 situazione con uno schema come quello esposto in
409 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
413 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
414 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
415 \label{fig:file_filesys_detail}
418 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
419 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
420 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
421 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
422 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
423 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
424 opportuno tenere sempre presente che:
429 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
430 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
431 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
432 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
433 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
434 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
435 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
436 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
437 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
438 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
439 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
440 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
442 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
443 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
444 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
445 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
446 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
447 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
448 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
449 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
450 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
451 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}), ed in realtà non
452 cancella affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce
453 da una directory e decrementare il numero di riferimenti
456 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
457 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
458 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
459 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
460 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
461 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
462 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}), a operare su file nel filesystem
465 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
466 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
467 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
468 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
469 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}). Questa
470 operazione non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato
471 che non si opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
473 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
474 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
475 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
476 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
477 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
478 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
479 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
480 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
481 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
482 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
488 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
489 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
490 \label{fig:file_dirs_link}
493 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
494 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
495 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
496 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
497 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
499 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
500 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
501 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
502 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
503 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
504 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
505 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
506 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
507 \textit{link count} della directory genitrice.
512 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
513 \label{sec:file_ext2}
516 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
517 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
518 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
519 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
520 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
521 \textit{journaling} con il passaggio ad \acr{ext3}, che probabilmente è ancora
522 il filesystem più diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramenti con il
523 successivo \acr{ext4}, che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro
524 è previsto che questo debba essere sostituito da un filesystem completamente
525 diverso, \acr{btrfs}, che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux,
526 ma questo al momento è ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento
527 al momento dell'ultima revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
529 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
530 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
531 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
532 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
533 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
534 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
535 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
537 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
538 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
541 \item gli attributi estesi (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}) che consentono di
542 estendere le informazioni salvabili come metadati e le ACL (vedi
543 sez.~\ref{sec:file_ACL}) che consentono di estendere il modello tradizionale
544 dei permessi sui file.
545 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
546 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
547 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
548 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
549 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
550 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
551 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
552 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
553 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
554 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
555 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
556 \item il filesystem implementa collegamenti simbolici veloci, in cui il nome
557 del file non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
558 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
559 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
560 limite è 60 caratteri).
561 \item vengono supportati \itindex{file~attributes} i cosiddetti \textit{file
562 attributes} che attivano comportamenti specifici per i file su cui vengono
563 attivati come marcarli come immutabili (che possono cioè essere soltanto
564 letti) per la protezione di file di configurazione sensibili, o come
565 \textit{append-only} (che possono essere aperti in scrittura solo per
566 aggiungere dati) per la protezione dei file di log.
569 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
570 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
571 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
572 in gruppi di blocchi.
574 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
575 filesystem (i \itindex{superblock} \textit{superblock} sono quindi ridondati)
576 per una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione
577 del \itindex{superblock} \textit{superblock} principale. L'utilizzo di
578 raggruppamenti di blocchi ha inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni
579 dato che viene ridotta la distanza fra i dati e la tabella degli
580 \itindex{inode} \textit{inode}.
584 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
585 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
586 \label{fig:file_ext2_dirs}
589 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
590 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
591 il numero di \itindex{inode} \textit{inode}, la sua lunghezza, il nome del
592 file e la sua lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs};
593 in questo modo è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi
594 (fino a 1024 caratteri) senza sprecare spazio disco.
596 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
597 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
598 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
599 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
600 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
601 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
602 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
603 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
604 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
605 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
606 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
607 della scrittura dei dati sul disco.
609 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
610 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
611 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
612 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
613 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
614 contenenti un gran numero di file.
616 % TODO (bassa priorità) portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le
617 % problematiche che si possono incontrare (in particolare quelle relative alla
618 % perdita di contenuti in caso di crash del sistema)
619 % TODO (media priorità) trattare btrfs quando sarà usato come stabile
622 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
623 \label{sec:filesystem_mounting}
625 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
626 occorre rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
627 memorizzati. L'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
628 \textsl{montaggio} e per far questo in Linux si usa la funzione di sistema
629 \funcd{mount}, il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione
630 specifica di Linux che usa la omonima \textit{system call} e non è
635 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
637 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
638 \fdesc{Monta un filesystem.}
640 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
641 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
643 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
644 componenti del \textit{pathname}, o si è cercato di montare un filesystem
645 disponibile in sola lettura senza aver specificato \const{MS\_RDONLY} o il
646 device \param{source} è su un filesystem montato con l'opzione
648 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
649 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
650 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
652 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
653 \itindex{superblock} \textit{superblock} non valido, o si è cercato di
654 rimontare un filesystem non ancora montato, o di montarlo senza
655 che \param{target} sia un \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di
656 spostarlo quando \param{target} non è un \itindex{mount~point}
657 \textit{mount point} o è la radice.
658 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
659 \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
660 incontrati troppi collegamenti simbolici nella risoluzione di un nome.
661 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
662 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
664 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
665 configurato nel kernel.
666 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
667 \param{source} quando era richiesto.
668 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
669 dispositivo \param{source} è sbagliato.
670 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
672 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
673 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
676 La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
677 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
678 di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
679 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
680 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
681 indicati con la stringa contenente il loro \textit{pathname}.
683 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
684 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
685 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
686 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
687 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
688 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
689 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
690 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
691 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
692 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
693 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
695 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
696 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
697 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
698 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
699 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
700 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
702 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
703 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
704 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
705 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
706 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
707 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
708 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
709 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
711 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
712 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
713 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
714 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
715 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesystem se un
716 \textit{mount point} era già in uso.
718 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
719 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
720 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
721 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
722 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
723 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
724 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
726 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
727 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
728 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
729 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
730 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
731 modificare il comportamento della funzione \func{mount}, facendole compiere
732 una operazione diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
734 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
735 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
736 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
737 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
738 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
739 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
740 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
741 solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
742 sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
743 presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
744 ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
745 e i vari bit che lo compongono, detti anche \textit{mount flags}, devono
746 essere impostati con un OR aritmetico dei valori dalle costanti riportate
747 nell'elenco seguente:
749 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
750 \itindbeg{bind~mount}
751 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
752 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
753 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
754 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
755 stavolta indicherà la directory che si vuole montare e non un file di
756 dispositivo, e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
757 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
758 e \param{data} vengono ignorati.
760 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \textit{pathname}
761 indicato da \param{target} viene montato \itindex{inode} l'\textit{inode}
762 di \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
763 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
764 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
765 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
766 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
769 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
770 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
771 caso si inserisce in corrispondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
772 un diverso \itindex{inode} \textit{inode}, che stavolta, invece di essere
773 quello della radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è
774 quello di una directory già montata.
776 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
777 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
778 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
779 porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
780 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
781 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
782 il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
783 sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
784 originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
785 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
786 \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
787 potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
788 \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
789 potrebbe tornare indietro.}
791 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
792 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
793 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
794 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza aggiuntiva del
795 flag \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file
796 sotto \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
798 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
799 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
800 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) con la possibilità di fare riferimento
801 alla porzione dell'albero dei file di un filesystem presente a partire da
802 una certa directory, utilizzando una qualunque altra directory, anche se
803 questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire una alternativa
804 all'uso dei collegamenti simbolici (di cui parleremo in
805 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) che funziona correttamente anche
806 all'intero di un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
807 sez.~\ref{sec:file_chroot}). \itindend{bind~mount}
809 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
810 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
811 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
812 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
813 impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
814 con il comando \cmd{chattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
815 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
817 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
818 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
819 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
820 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
821 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
823 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
824 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
825 del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
826 comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
827 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
829 \item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
830 \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
831 \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
832 nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
833 nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
836 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
837 sotto \param{source} sarà immediatamente visibile sotto \param{target}. Non
838 esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
839 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
840 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} relativi all'interno del
841 filesystem non possa fallire.
843 \item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
844 degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
845 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
846 è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
847 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
848 disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
849 della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
850 completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
851 l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
852 sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
853 soluzioni più appropriate e meno radicali.
855 \item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
856 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
857 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
858 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
859 che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
860 \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
861 mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
863 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
864 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
865 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
866 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
867 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
868 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
869 accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
871 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
872 l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
873 sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
874 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
875 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
876 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
878 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
879 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
880 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
881 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
883 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
884 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
885 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
886 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
887 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
888 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
889 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
890 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
891 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
892 dall'amministratore.}
894 \item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
895 dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
896 (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
897 esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
898 inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
899 essere file dotati di questi permessi.
901 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
902 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
903 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
904 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
905 eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
906 dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
907 per conto di quest'ultimo.
909 \item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
910 come privato. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
911 \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
912 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
913 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
914 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
915 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
916 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
918 Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
919 dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
920 \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
921 \itindex{mount~point} \textit{mount point} di tipo \textit{private} si
922 comporta come descritto nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo
923 flag principalmente per revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare
924 il comportamento a quello ordinario.
926 \item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
927 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
928 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
929 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
930 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
933 \item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \itindex{mount~point}
934 \textit{mount point} presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato
935 gli effetti della opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
936 subtree} associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
937 riferimento ad un \itindex{mount~point} \textit{mount point} e tutti gli
938 altri argomenti sono ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad
939 una fra \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
940 \const{MS\_UNBINDABLE}.
942 \item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
943 \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
944 antecedente il valore corrente del \textit{modification time} o del
945 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
946 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
947 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
948 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
949 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
950 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
951 vecchio di un giorno.
953 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
954 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
955 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
956 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
957 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
958 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
959 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
960 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
961 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
963 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
964 cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
965 possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
966 argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
967 il montaggio originale, mentre sia \param{data} che \param{mountflags}
968 conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
970 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
971 essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
972 solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
973 \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
974 del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
975 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
976 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
978 \item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
979 come \textit{shared mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
980 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
981 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
982 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
983 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
984 \param{target} dovrà fare riferimento al \itindex{mount~point} \textit{mount
985 point} che si intende marcare, e tutti gli altri argomenti verranno
988 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \itindex{bind~mount}
989 \textit{bind mount} effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa
990 siano di tipo \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale
991 e fra di loro ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che
992 avviene su una directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni
993 di montaggio e smontaggio effettuate al di sotto di un qualunque
994 \textit{mount point} così marcato verranno ``\textsl{propagate}'' a tutti i
995 \itindex{mount~point} \textit{mount point} della stessa condivisione, e la
996 sezione di albero di file vista al di sotto di ciascuno di essi sarà sempre
999 \item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
1000 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
1001 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
1002 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
1003 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
1005 \item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1006 come \textit{slave mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
1007 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
1008 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
1009 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
1010 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1011 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1012 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1014 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
1015 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
1016 \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
1017 montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
1018 \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
1019 questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
1020 originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
1021 essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
1022 propagati né negli altri né nel \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1025 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1026 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1027 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1028 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1029 \const{MS\_RELATIME}.
1031 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1032 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1033 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1034 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
1036 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1037 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1038 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1039 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1040 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1041 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1043 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount
1044 point} come \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove
1045 opzioni (insieme a \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e
1046 \const{MS\_SLAVE}) facenti parte dell'infrastruttura degli
1047 \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree} introdotta a partire dal
1048 kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei \itindex{bind~mount}
1049 \textit{bind mount}. In questo caso
1050 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1051 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1053 Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilita la capacità di
1054 eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} del suo contenuto. Si
1055 comporta cioè come allo stesso modo di un \itindex{mount~point}
1056 \textit{mount point} ordinario di tipo \textit{private} con in più la
1057 restrizione che nessuna sua sottodirectory (anche se relativa ad un
1058 ulteriore montaggio) possa essere utilizzata per un come sorgente di un
1059 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}.
1063 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1064 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1065 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1066 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1068 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1076 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1077 ``\textsl{smontarlo}'' usando la funzione di sistema \funcd{umount}, il cui
1082 \fdecl{umount(const char *target)}
1083 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1085 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1086 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1088 \item[\errcode{EBUSY}] il filesystem è occupato.
1089 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \textit{mount point}.
1090 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di
1091 amministratore.\footnotemark
1093 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1094 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} nel loro significato generico. }
1097 \footnotetext{più precisamente la \itindex{capabilities} capacità
1098 \texttt{CAP\_SYS\_ADMIN}.}
1100 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1101 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1102 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1103 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1104 quanto a partire dai kernel della serie 2.4.x è possibile montare lo stesso
1105 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
1106 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
1107 che è stato montato per ultimo. Si tenga presente che la funzione fallisce se
1108 il filesystem è ``\textsl{occupato}'', cioè quando ci sono ancora dei file
1109 aperti sul filesystem, se questo contiene la \index{directory~di~lavoro}
1110 directory di lavoro di un qualunque processo o il \itindex{mount~point}
1111 \textit{mount point} di un altro filesystem.
1113 Linux provvede inoltre una seconda funzione di sistema, \funcd{umount2}, che
1114 consente un maggior controllo delle operazioni, come forzare lo smontaggio di
1115 un filesystem anche quando questo risulti occupato; il suo prototipo è:
1119 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1120 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1122 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1123 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1125 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la \index{directory~di~lavoro}
1126 directory di lavoro di qualche processo, o contiene dei file aperti, o un
1128 \item[\errcode{EAGAIN}] si è chiamata la funzione con \const{MNT\_EXPIRE}
1129 ed il filesystem non era occupato.
1130 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \itindex{mount~point}
1131 \textit{mount point} o si è usato \const{MNT\_EXPIRE} con
1132 \const{MNT\_FORCE} o \const{MNT\_DETACH} o si è specificato un flag non
1135 e tutti gli altri valori visti per \func{umount} con lo stesso significato.}
1138 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria dei flag che controllano le
1139 modalità di smontaggio, che deve essere specificato con un OR aritmetico delle
1140 costanti illustrate in tab.~\ref{tab:umount2_flags}. Specificando
1141 \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem anche se è
1142 occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A seconda
1143 del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate, evitando
1144 l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio viene
1145 eseguita una sincronizzazione dei dati.
1150 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1152 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione}\\
1155 \const{MNT\_FORCE} & forza lo smontaggio del filesystem anche se questo è
1156 occupato (presente dai kernel della serie 2.2).\\
1157 \const{MNT\_DETACH} & esegue uno smontaggio ``\textsl{pigro}'', in cui si
1158 blocca l'accesso ma si aspetta che il filesystem si
1159 liberi (presente dal kernel 2.4.11 e dalla
1160 \acr{glibc} 2.11).\\
1161 \const{MNT\_EXPIRE} & se non occupato marca un \itindex{mount~point}
1162 \textit{mount point} come ``\textsl{in scadenza}'' in
1163 modo che ad una successiva chiamata senza utilizzo
1164 del filesystem questo venga smontato (presente dal
1165 kernel 2.6.8 e dalla \acr{glibc} 2.11).\\
1166 \const{UMOUNT\_NOFOLLOW}& non dereferenzia \param{target} se questo è un
1167 collegamento simbolico (vedi
1168 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}) evitando
1169 problemi di sicurezza (presente dal kernel 2.6.34).\\
1172 \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{flags}
1173 della funzione \func{umount2}.}
1174 \label{tab:umount2_flags}
1177 Con l'opzione \const{MNT\_DETACH} si richiede invece uno smontaggio
1178 ``\textsl{pigro}'' (o \textit{lazy umount}) in cui il filesystem diventa
1179 inaccessibile per i nuovi processi subito dopo la chiamata della funzione, ma
1180 resta accessibile per quelli che lo hanno ancora in uso e non viene smontato
1181 fintanto che resta occupato.
1183 Con \const{MNT\_EXPIRE}, che non può essere specificato insieme agli altri
1184 due, si marca il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un filesystem
1185 non occupato come ``\textsl{in scadenza}'', in tal caso \func{umount2} ritorna
1186 con un errore di \errcode{EAGAIN}, mentre in caso di filesystem occupato si
1187 sarebbe ricevuto \errcode{EBUSY}. Una volta marcato, se nel frattempo non
1188 viene fatto nessun uso del filesystem, ad una successiva chiamata con
1189 \const{MNT\_EXPIRE} questo verrà smontato. Questo flag consente di realizzare
1190 un meccanismo che smonti automaticamente i filesystem che restano inutilizzati
1191 per un certo periodo di tempo.
1193 Infine il flag \const{UMOUNT\_NOFOLLOW} non dereferenzia \param{target} se
1194 questo è un collegamento simbolico (vedi
1195 sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}). Questa è una misura di sicurezza
1196 introdotta per evitare, per quei filesystem per il quale è prevista una
1197 gestione diretta da parte degli utenti, come quelli basati su
1198 FUSE,\footnote{il \textit{Filesystem in USEr space} (FUSE) è una delle più
1199 interessanti applicazioni del \itindex{Virtual~File~System} VFS che
1200 consente, tramite un opportuno modulo, di implementarne le funzioni in
1201 \textit{user space}, così da rendere possibile l'implementazione di un
1202 qualunque filesystem (con applicazioni di grande interesse come il
1203 filesystem cifrato \textit{encfs} o il filesystem di rete \textit{sshfs})
1204 che possa essere usato direttamente per conto degli utenti.} che si possano
1205 passare ai programmi che effettuano lo smontaggio dei filesystem, che in
1206 genere sono privilegiati ma consentono di agire solo sui propri \textit{mount
1207 point}, dei collegamenti simbolici che puntano ad altri \textit{mount
1208 point}, ottenendo così la possibilità di smontare qualunque filesystem.
1211 Altre due funzioni di sistema specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano
1212 anche su BSD, ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera
1213 diretta informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file,
1214 sono \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1218 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1219 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1220 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1222 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1223 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1225 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato
1226 non supporta la funzione.
1227 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1228 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1229 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1230 significato generico.}
1233 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1234 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato con un
1235 \textit{pathname} per \func{statfs} e con un file descriptor (vedi
1236 sez.~\ref{sec:file_fd}) per \func{statfs}. Le informazioni vengono restituite
1237 all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita come in
1238 fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in
1239 esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type} sono definiti
1240 per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti del kernel da
1241 costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in genere è il nome
1242 del filesystem stesso.
1244 \begin{figure}[!htb]
1245 \footnotesize \centering
1246 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1247 \includestruct{listati/statfs.h}
1250 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1251 \label{fig:sys_statfs}
1254 La \acr{glibc} provvede infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1255 file \conffile{/etc/fstab}\footnote{più precisamente \funcm{setfsent},
1256 \funcm{getfsent}, \funcm{getfsfile}, \funcm{getfsspec}, \funcm{endfsent}.}
1257 ed \conffile{/etc/mtab}\footnote{più precisamente \funcm{setmntent},
1258 \funcm{getmntent},\funcm{getmntent\_r}, \funcm{addmntent},\funcm{endmntent},
1259 \funcm{hasmntopt}.} che convenzionalmente sono usati in quasi tutti i
1260 sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le informazioni riguardo ai
1261 filesystem da montare e a quelli correntemente montati. Le funzioni servono a
1262 leggere il contenuto di questi file in opportune strutture \struct{fstab} e
1263 \struct{mntent}, e, nel caso di \conffile{/etc/mtab}, per inserire e rimuovere
1264 le voci presenti nel file.
1266 In generale si dovrebbero usare queste funzioni, in particolare quelle
1267 relative a \conffile{/etc/mtab}, quando si debba scrivere un programma che
1268 effettua il montaggio di un filesystem. In realtà in questi casi è molto più
1269 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}. Inoltre l'uso stesso
1270 di \conffile{/etc/mtab} è considerato una pratica obsoleta, in quanto se non
1271 aggiornato correttamente (cosa che è impossibile se la radice è montata in
1272 sola lettura) il suo contenuto diventa fuorviante.
1274 Per questo motivo il suo utilizzo viene deprecato ed in molti casi viene già
1275 oggi sostituito da un collegamento simbolico a \procfile{/proc/mounts}, che
1276 contiene una versione degli stessi contenuti (vale a dire l'elenco dei
1277 filesystem montati) generata direttamente dal kernel, e quindi sempre
1278 disponibile e sempre aggiornata. Per questo motivo tralasceremo la
1279 trattazione, di queste funzioni, rimandando al manuale della \acr{glibc}
1280 \cite{GlibcMan} per la documentazione completa.
1282 % TODO (bassa priorità) scrivere delle funzioni (getfsent e getmntent &C)
1283 % TODO (bassa priorità) documentare ? swapon e swapoff (man 2 ...)
1286 \section{La gestione di file e directory}
1287 \label{sec:file_dir}
1289 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione dei nomi
1290 file e directory, per la creazione di collegamenti simbolici e diretti, per la
1291 gestione e la lettura delle directory. In particolare ci soffermeremo sulle
1292 conseguenze che derivano dalla architettura di un filesystem unix-like
1293 illustrata in sez.~\ref{sec:file_filesystem} per quanto attiene il
1294 comportamento e gli effetti delle varie funzioni. Tratteremo infine la
1295 directory di lavoro e le funzioni per la gestione di file speciali e
1300 \subsection{La gestione dei nomi dei file}
1301 \label{sec:link_symlink_rename}
1303 % \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1304 % \label{sec:file_link}
1306 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1307 dei nomi alternativi, come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di
1308 Windows o i nomi logici del VMS, che permettono di fare riferimento allo
1309 stesso file chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1310 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove un nome alternativo viene
1311 usualmente chiamato `` \textsl{collegamento}'' (o \textit{link}). Data
1312 l'architettura del sistema riguardo la gestione dei file vedremo però che ci
1313 sono due metodi sostanzialmente diversi per fare questa operazione.
1315 \itindbeg{hard~link}
1316 \index{collegamento!diretto|(}
1318 In sez.~\ref{sec:file_filesystem} abbiamo spiegato come la capacità di
1319 chiamare un file con nomi diversi sia connaturata con l'architettura di un
1320 filesystem per un sistema Unix, in quanto il nome del file che si trova in una
1321 directory è solo un'etichetta associata ad un puntatore che permette di
1322 ottenere il riferimento ad un \itindex{inode} \textit{inode}, e che è
1323 quest'ultimo che viene usato dal kernel per identificare univocamente gli
1324 oggetti sul filesystem.
1326 Questo significa che fintanto che si resta sullo stesso filesystem la
1327 realizzazione di un \textit{link} è immediata: uno stesso file può avere tanti
1328 nomi diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso
1329 \itindex{inode} \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in
1330 directory diverse. Si noti anche come nessuno di questi nomi possa assumere
1331 una particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1332 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode} e quindi
1333 tutti otterranno lo stesso file.
1335 Quando si vuole aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad
1336 un file già esistente nella modalità appena descritta, per ottenere quello che
1337 viene denominato ``\textsl{collegamento diretto}'' (o \textit{hard link}), si
1338 deve usare la funzione di sistema \funcd{link}, il cui prototipo è:
1342 \fdecl{int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1343 \fdesc{Crea un nuovo collegamento diretto (\textit{hard link}).}
1345 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1346 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1348 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1350 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi collegamenti al file \param{oldpath}
1351 (il numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1352 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1353 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1354 \param{newpath} non supporta i collegamenti diretti o è una directory.
1355 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1356 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1357 \textit{mount point}.
1358 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
1359 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM},
1360 \errval{ENOSPC}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EROFS} nel loro significato
1364 La funzione crea in \param{newpath} un collegamento diretto al file indicato
1365 da \param{oldpath}. Per quanto detto la creazione di un nuovo collegamento
1366 diretto non copia il contenuto del file, ma si limita a creare la voce
1367 specificata da \param{newpath} nella directory corrispondente e l'unica
1368 proprietà del file che verrà modificata sarà il numero di riferimenti al file
1369 (il campo \var{i\_nlink} della struttura \kstruct{inode}, vedi
1370 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}) che verrà aumentato di di uno. In questo modo lo
1371 stesso file potrà essere acceduto sia con \param{newpath} che
1372 con \param{oldpath}.
1374 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1375 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \textit{pathname} sono
1376 nello stesso filesystem ed inoltre esso deve supportare gli \textit{hard link}
1377 (il meccanismo non è disponibile ad esempio con il filesystem \acr{vfat} di
1378 Windows). In realtà la funzione ha un ulteriore requisito, e cioè che non solo
1379 che i due file siano sullo stesso filesystem, ma anche che si faccia
1380 riferimento ad essi all'interno dello stesso \itindex{mount~point}
1381 \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti, come detto in
1382 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}, che a partire dal kernel 2.4 uno stesso
1383 filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1385 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1386 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1387 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1388 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1389 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi fig.~\ref{fig:file_link_loop})
1390 che molti programmi non sono in grado di gestire e la cui rimozione
1391 diventerebbe piuttosto complicata.\footnote{in genere per questo tipo di
1392 errori occorre eseguire il programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem,
1393 in quanto in caso di \textit{loop} la directory creata non sarebbe vuota e
1394 non si potrebbe più rimuoverla.}
1396 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei collegamenti
1397 simbolici (che vedremo a breve) e dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}
1398 (già visti in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}) che possono fornire la
1399 stessa funzionalità senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è
1400 stata completamente disabilitata, e al tentativo di creare un collegamento
1401 diretto ad una directory la funzione \func{link} restituisce sempre l'errore
1404 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1405 \textit{hard link} ad un collegamento simbolico. In questo caso lo standard
1406 POSIX.1-2001 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento
1407 sia effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un
1408 errore qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il
1409 comportamento iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie
1410 2.0.x\footnote{per la precisione il comportamento era quello previsto dallo
1411 standard POSIX fino al kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente
1412 ripristinato anche durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al
1413 comportamento attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1414 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1415 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato nei
1416 confronti del collegamento simbolico, e non del file cui questo punta. La
1417 revisione POSIX.1-2008 lascia invece il comportamento dipendente
1418 dall'implementazione, cosa che rende Linux conforme a questa versione
1419 successiva dello standard.
1421 \itindbeg{symbolic~link}
1423 \index{collegamento!simbolico|(}
1425 La ragione di questa differenza rispetto al vecchio standard, presente anche
1426 in altri sistemi unix-like, è dovuta al fatto che un collegamento simbolico
1427 può fare riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i
1428 quali l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire
1429 il collegamento simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella
1430 progettazione dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento
1431 adottato da Linux sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un
1432 collegamento simbolico, perché la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard
1433 link} verrebbe creato verso la destinazione. Invece evitando di seguire lo
1434 standard l'operazione diventa possibile, ed anche il comportamento della
1435 funzione risulta molto più comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole
1436 creare un \textit{hard link} rispetto alla destinazione di un collegamento
1437 simbolico è sempre possibile farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che
1438 questo comportamento possa causare problemi, come nell'esempio descritto
1439 nell'articolo citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano
1440 questa differenza rispetto allo standard POSIX.}
1442 Dato che \func{link} crea semplicemente dei nomi che fanno riferimenti agli
1443 \itindex{inode} \textit{inode}, essa può funzionare soltanto per file che
1444 risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
1445 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un collegamento
1446 diretto ad una directory.
1448 Per ovviare a queste limitazioni, come accennato all'inizio, i sistemi
1449 unix-like supportano un'altra forma di collegamento, detta
1450 ``\textsl{collegamento simbolico}'' (o anche \textit{soft link} o
1451 \textit{symbolic link}). In questo caso si tratta, come avviene in altri
1452 sistemi operativi, di file speciali che contengono semplicemente il
1453 riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è possibile
1454 effettuare \textit{link} anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1455 filesystem che non supportano i collegamenti diretti, a delle directory, ed
1456 anche a file che non esistono ancora.
1458 \itindend{hard~link}
1459 \index{collegamento!diretto|)}
1461 Il meccanismo funziona in quanto i \textit{symbolic link} sono riconosciuti
1462 come tali dal kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1463 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale \itindex{inode}
1464 nell'\textit{inode} e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1465 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} e tutta una
1466 serie di funzioni di sistema (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1467 come argomento il \textit{pathname} di un collegamento simbolico vanno
1468 automaticamente ad operare sul file da esso specificato. La funzione di
1469 sistema che permette di creare un nuovo collegamento simbolico è
1470 \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1474 \fdecl{int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1475 \fdesc{Crea un nuovo collegamento simbolico (\textit{symbolic link}).}
1477 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1478 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1480 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1481 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1482 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1483 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1484 supporta i collegamenti simbolici.
1485 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1487 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
1488 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC} e
1489 \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
1492 La funzione crea un nuovo collegamento simbolico \param{newpath} che fa
1493 riferimento ad \param{oldpath}. Si tenga presente che la funzione non
1494 effettua nessun controllo sull'esistenza di un file di nome \param{oldpath},
1495 ma si limita ad inserire il \textit{pathname} nel collegamento
1496 simbolico. Pertanto un collegamento simbolico può anche riferirsi ad un file
1497 che non esiste ed in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1498 \itindex{dangling~link} \textit{dangling link}, letteralmente un
1499 \index{collegamento!ciondolante} ``\textsl{collegamento ciondolante}''.
1501 Come accennato i collegamenti simbolici sono risolti automaticamente dal
1502 kernel all'invocazione delle varie \textit{system call}. In
1503 tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si è riportato un elenco dei comportamenti
1504 delle varie funzioni di sistema che operano sui file nei confronti della
1505 risoluzione dei collegamenti simbolici, specificando quali li seguono e quali
1506 invece possono operare direttamente sui loro contenuti.
1510 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1512 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1515 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1516 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1517 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1518 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1519 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1520 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1521 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1522 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1523 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1524 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1525 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1526 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1527 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1528 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1529 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1530 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1531 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1532 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1533 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1534 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1535 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1538 \caption{Uso dei collegamenti simbolici da parte di alcune funzioni.}
1539 \label{tab:file_symb_effect}
1542 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1543 dallo standard POSIX.1-2001.}
1545 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1546 con i file descriptor (che tratteremo nel prossimo capitolo), in quanto la
1547 risoluzione del collegamento simbolico viene in genere effettuata dalla
1548 funzione che restituisce il file descriptor (normalmente la \func{open}, vedi
1549 sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le operazioni seguenti fanno riferimento
1550 solo a quest'ultimo.
1552 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1553 \func{open} seguono i collegamenti simbolici, occorrono funzioni apposite per
1554 accedere alle informazioni del collegamento invece che a quelle del file a cui
1555 esso fa riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un collegamento
1556 simbolico si usa la funzione di sistema \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1560 \fdecl{int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1561 \fdesc{Legge il contenuto di un collegamento simbolico.}
1563 {La funzione ritorna il numero di caratteri letti dentro \param{buff} in caso
1564 di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
1567 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un collegamento simbolico
1568 o \param{size} non è positiva.
1569 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{EIO},
1570 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e
1571 \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
1574 La funzione legge il \textit{pathname} a cui fa riferimento il collegamento
1575 simbolico indicato dall'argomento \param{path} scrivendolo sul
1576 buffer \param{buff} di dimensione \param{size}. Si tenga presente che la
1577 funzione non termina la stringa con un carattere nullo e che se questa è
1578 troppo lunga la tronca alla dimensione specificata da \param{size} per evitare
1579 di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1583 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1584 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un collegamento
1586 \label{fig:file_link_loop}
1589 Come accennato uno dei motivi per cui non sono consentiti \textit{hard link}
1590 alle directory è che questi possono creare dei \textit{loop} nella risoluzione
1591 dei nomi che non possono essere eliminati facilmente. Invece è sempre
1592 possibile, ed in genere anche molto utile, creare un collegamento simbolico ad
1593 una directory, anche se in questo caso si potranno ottenere anche dei
1594 \textit{loop}. La situazione è illustrata in fig.~\ref{fig:file_link_loop},
1595 che riporta la struttura della directory \file{/boot}. Come si vede si è
1596 creato al suo interno un collegamento simbolico che punta di nuovo a
1597 \file{/boot}.\footnote{il \textit{loop} mostrato in
1598 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è stato usato per poter permettere a
1599 \cmd{grub} (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari
1600 filesystem il file da lanciare come sistema operativo) di vedere i file
1601 contenuti nella directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con
1602 cui verrebbero visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come
1603 accade spesso, su una partizione separata (che \cmd{grub} all'avvio vedrebbe
1606 Questo però può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1607 scansione di una directory senza tener conto dei collegamenti simbolici, ad
1608 esempio se lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop
1609 nella directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot},
1610 \file{/boot/boot}, \file{/boot/boot/boot} e così via.
1612 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1613 un \textit{pathname} possano essere seguiti fino ad un certo numero massimo di
1614 collegamenti simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1615 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1616 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}, che nella
1617 quasi totalità dei casi indica appunto che si è creato un collegamento
1618 simbolico che fa riferimento ad una directory del suo stesso
1621 Un altro punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un
1622 collegamento simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste;
1623 ad esempio possiamo usare il comando \cmd{ln} per creare un collegamento
1624 simbolico nella nostra directory con:
1626 $ ln -s /tmp/tmp_file symlink
1629 e questo avrà successo anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste:
1637 ma questo può generare confusione, perché accedendo in sola lettura a
1638 \file{symlink}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo un errore:
1643 cat: symlink: No such file or directory
1646 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che \cmd{ls} ci ha mostrato
1647 l'esistenza di \file{symlink}, se invece scrivessimo su \file{symlink}
1648 otterremmo la creazione di \file{/tmp/tmp\_file} senza errori.
1651 \itindend{symbolic~link}
1652 \index{collegamento!simbolico|)}
1655 Un'altra funzione relativa alla gestione dei nomi dei file, anche se a prima
1656 vista parrebbe riguardare un argomento completamente diverso, è quella che per
1657 la cancellazione di un file. In realtà una \textit{system call} che serva
1658 proprio a cancellare un file non esiste neanche perché, come accennato in
1659 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, quando in un sistema unix-like si richiede la
1660 rimozione di un file quella che si va a cancellare è soltanto la voce che
1661 referenzia il suo \itindex{inode} \textit{inode} all'interno di una directory.
1663 La funzione di sistema che consente di effettuare questa operazione, il cui
1664 nome come si può notare ha poco a che fare con il concetto di rimozione, è
1665 \funcd{unlink}, ed il suo prototipo è:
1669 \fdecl{int unlink(const char *pathname)}
1670 \fdesc{Cancella un file.}
1672 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1673 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:\footnotemark
1675 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrivere sulla directory
1676 contenente \param{pathname} o di attraversamento di una delle directory
1678 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una
1680 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non consente l'operazione, o la
1681 directory che contiene \param{pathname} ha lo \itindex{sticky~bit}
1682 \textit{sticky bit} e non si è il proprietario o non si hanno privilegi
1684 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
1685 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EROFS} nel loro
1686 significato generico.}
1689 \footnotetext{questa funzione su Linux ha alcune peculiarità nei codici di
1690 errore, in particolare riguardo la rimozione delle directory che non è mai
1691 permessa e che causa l'errore \errcode{EISDIR}; questo è un valore specifico
1692 di Linux non conforme allo standard POSIX che prescrive invece l'uso di
1693 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1694 abbia privilegi sufficienti, valore che invece Linux usa anche se il
1695 filesystem non supporta la funzione, inoltre il codice \errcode{EBUSY} nel
1696 caso la directory sia occupata su Linux non esiste.}
1698 La funzione elimina il nome specificato dall'argomento \param{pathname} nella
1699 directory che lo contiene e decrementa il numero di riferimenti nel relativo
1700 \itindex{inode} \textit{inode}.\footnote{come per \func{link} queste due
1701 operazioni sono effettuate all'interno della \textit{system call} in maniera
1702 atomica.} Nel caso di socket, fifo o file di dispositivo
1703 \index{file!di~dispositivo} rimuove il nome, ma come per i file normali i
1704 processi che hanno aperto uno di questi oggetti possono continuare ad
1705 utilizzarli. Nel caso di cancellazione di un collegamento simbolico, che
1706 consiste solo nel rimando ad un altro file, questo viene immediatamente
1709 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1710 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1711 il diritto di esecuzione/attraversamento sulla directory che la contiene
1712 (affronteremo in dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1713 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1714 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1715 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory o
1716 avere i privilegi di amministratore.
1718 Si ricordi inoltre che anche se se ne è rimosso il nome da una directory, un
1719 file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti i riferimenti ad esso
1720 sono stati cancellati: solo quando il numero di collegamenti mantenuto
1721 \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa nullo, questo viene disallocato e
1722 lo spazio occupato su disco viene liberato. Si tenga presente comunque che a
1723 questo si aggiunge sempre un'ulteriore condizione e cioè che non ci siano
1724 processi che abbiano il suddetto file aperto.\footnote{come vedremo in
1725 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1726 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1727 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi; prima di procedere alla
1728 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1729 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1730 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.}
1732 Questa caratteristica del sistema può essere usata per essere sicuri di non
1733 lasciare file temporanei su disco in caso di crash di un programma. La tecnica
1734 è quella di aprire un nuovo file e chiamare \func{unlink} su di esso subito
1735 dopo, in questo modo il contenuto del file sarà sempre disponibile all'interno
1736 del processo attraverso il suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}),
1737 ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio occupato su disco
1738 viene immediatamente rilasciato alla conclusione del processo, quando tutti i
1739 file vengono chiusi.
1741 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1742 la funzione \func{unlink} sulle directory, nel qual caso si otterrebbe un
1743 errore di \errcode{EISDIR}. Per cancellare una directory si deve usare la
1744 apposita funzione di sistema \func{rmdir} (che vedremo in
1745 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la funzione \func{remove}.
1746 Quest'ultima è la funzione prevista dallo standard ANSI C per effettuare una
1747 cancellazione generica di un file o di una directory e funziona anche per i
1748 sistemi operativo che non supportano gli \textit{hard link}. Nei sistemi
1749 unix-like \funcd{remove} è equivalente ad usare in maniera trasparente
1750 \func{unlink} per i file ed \func{rmdir} per le directory; il suo prototipo è:
1754 \fdecl{int remove(const char *pathname)}
1755 \fdesc{Cancella un file o una directory.}
1757 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1758 caso \var{errno} assumerà uno dei valori relativi alla chiamata utilizzata,
1759 pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle descrizioni di
1760 \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1763 La funzione utilizza la funzione \func{unlink} per cancellare i file e la
1764 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}) per cancellare
1765 le directory.\footnote{questo vale usando la \acr{glibc}; nella libc4 e nella
1766 libc5 la funzione \func{remove} era un semplice alias alla funzione
1767 \func{unlink} e quindi non poteva essere usata per le directory.} Si tenga
1768 presente che per alcune implementazioni del protocollo NFS utilizzare questa
1769 funzione può comportare la scomparsa di file ancora in uso.
1771 Infine per cambiare nome ad un file o a una directory si usa la funzione di
1772 sistema \funcd{rename},\footnote{la funzione è definita dallo standard ANSI C,
1773 ma si applica solo per i file, lo standard POSIX estende la funzione anche
1774 alle directory.} il cui prototipo è:
1778 \fdecl{int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1779 \fdesc{Rinomina un file o una directory.}
1781 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1782 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1784 \item[\errcode{EACCESS}] non c'è permesso di scrivere nelle directory
1785 contenenti \param{oldpath} e \param{newpath} o di attraversare
1786 quelle dei loro \textit{pathname} o di scrivere su \param{newpath}
1787 se questa è una directory.
1788 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1789 parte di qualche processo (come \index{directory~di~lavoro} directory di
1790 lavoro o come radice) o del sistema (come \itindex{mount~point}
1791 \textit{mount point}) ed il sistema non riesce a risolvere la situazione.
1792 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1793 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1794 sotto-directory di sé stessa.
1795 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1796 \param{oldpath} non è una directory.
1797 \item[\errcode{EEXIST}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1798 non è vuota (anche \errcode{ENOTEMPTY}).
1799 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \textit{pathname} non è una
1800 directory o \param{oldpath} è una directory e
1801 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1802 \item[\errval{EPERM}] la directory contenente \param{oldpath} o quella
1803 contenente un \param{newpath} esistente hanno lo
1804 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} e non si è i proprietari dei
1805 rispettivi file (o non si hanno privilegi amministrativi) oppure il
1806 filesystem non supporta l'operazione.
1807 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1808 stesso filesystem e sotto lo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount
1810 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{EMLINK},
1811 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC} e
1812 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
1815 La funzione rinomina in \param{newpath} il file o la directory indicati
1816 dall'argomento \param{oldpath}. Il nome viene eliminato nella directory
1817 originale e ricreato nella directory di destinazione mantenendo il riferimento
1818 allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}. Non viene spostato nessun dato e
1819 \itindex{inode} l'\textit{inode} del file non subisce nessuna modifica in
1820 quanto le modifiche sono eseguite sulle directory che
1821 contengono \param{newpath} ed \param{oldpath}.
1823 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1824 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1825 c'è modifica, per quanto temporanea, al \textit{link count} del file e non può
1826 esistere un istante in cui un altro processo possa trovare attivi entrambi i
1827 nomi per lo stesso file se la destinazione non esiste o in cui questa sparisca
1828 temporaneamente se già esiste.
1830 Dato che opera in maniera analoga la funzione è soggetta alle stesse
1831 restrizioni di \func{link}, quindi è necessario che \param{oldpath}
1832 e \param{newpath} siano nello stesso filesystem e facciano riferimento allo
1833 stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point}, e che il filesystem
1834 supporti questo tipo di operazione. Qualora questo non avvenga si dovrà
1835 effettuare l'operazione in maniera non atomica copiando il file a destinazione
1836 e poi cancellando l'originale.
1838 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1839 un file o una directory. Se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1840 esiste, non deve essere una directory, altrimenti si avrà un errore di
1841 \errcode{EISDIR}. Se \param{newpath} indica un file già esistente questo verrà
1842 rimpiazzato atomicamente, ma nel caso in cui \func{rename} fallisca il kernel
1843 assicura che esso non sarà toccato. I caso di sovrascrittura però potrà
1844 esistere una breve finestra di tempo in cui sia \param{oldpath}
1845 che \param{newpath} potranno fare entrambi riferimento al file che viene
1848 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esistente, deve
1849 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1850 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} o \errcode{EEXIST} (se non è
1851 vuota). Chiaramente \param{newpath} non potrà contenere \param{oldpath} nel
1852 suo \textit{pathname}, non essendo possibile rendere una directory una
1853 sottodirectory di sé stessa, se questo fosse il caso si otterrebbe un errore
1854 di \errcode{EINVAL}.
1856 Se \param{oldpath} si riferisce ad un collegamento simbolico questo sarà
1857 rinominato restando tale senza nessun effetto sul file a cui fa riferimento.
1858 Se invece \param{newpath} esiste ed è un collegamento simbolico verrà
1859 cancellato come qualunque altro file. Infine qualora \param{oldpath}
1860 e \param{newpath} siano due nomi che già fanno riferimento allo stesso file lo
1861 standard POSIX prevede che la funzione non ritorni un errore, e semplicemente
1862 non faccia nulla, lasciando entrambi i nomi. Linux segue questo standard,
1863 anche se, come fatto notare dal manuale della \acr{glibc}, il comportamento
1864 più ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1866 In tutti i casi si dovranno avere i permessi di scrittura nelle directory
1867 contenenti \param{oldpath} e \param{newpath}, e nel caso \param{newpath} sia
1868 una directory vuota già esistente anche su di essa (perché dovrà essere
1869 aggiornata la voce ``\texttt{..}''). Se poi le directory
1870 contenenti \param{oldpath} o \param{newpath} hanno lo \itindex{sticky~bit}
1871 \textit{sticky bit} attivo (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) si dovrà
1872 essere i proprietari dei file (o delle directory) che si vogliono rinominare,
1873 o avere i permessi di amministratore.
1876 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1877 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1879 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1880 elenchi di nomi con riferimenti ai rispettivi \itindex{inode} \textit{inode},
1881 non è possibile trattarle come file ordinari e devono essere create
1882 direttamente dal kernel attraverso una opportuna \textit{system
1883 call}.\footnote{questo è quello che permette anche, attraverso l'uso del
1884 \itindex{Virtual~File~System} VFS, l'utilizzo di diversi formati per la
1885 gestione dei suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse
1886 come alberi binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il
1887 numero di file è molto grande.} La funzione di sistema usata per creare una
1888 directory è \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1893 \fdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1894 \fdesc{Crea una nuova directory.}
1896 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1897 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1899 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1900 cui si vuole inserire la nuova directory o di attraversamento per le
1901 directory al di sopra di essa.
1902 \item[\errcode{EEXIST}] un file o una directory o un collegamento simbolico
1903 con quel nome esiste già.
1904 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1905 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1906 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1907 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1908 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1910 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1911 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1913 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1914 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EPERM},
1915 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
1918 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1919 standard presenti in ogni directory (``\file{.}'' e ``\file{..}''), con il
1920 nome indicato dall'argomento \param{dirname}.
1922 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1923 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1924 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1925 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1926 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1927 directory è impostata secondo quanto illustrato in
1928 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1930 Come accennato in precedenza per eseguire la cancellazione di una directory è
1931 necessaria una specifica funzione di sistema, \funcd{rmdir}, il suo prototipo
1936 \fdecl{int rmdir(const char *dirname)}
1937 \fdesc{Cancella una directory.}
1939 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1940 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1942 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1943 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1944 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1946 \item[\errcode{EINVAL}] si è usato ``\texttt{.}'' come ultimo componente
1948 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la
1949 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro o la radice di qualche
1950 processo o un \itindex{mount~point} \textit{mount point}.
1951 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1952 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1953 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e non si è i
1954 proprietari della directory o non si hanno privilegi amministrativi.
1956 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1957 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errcode{ENOTEMPTY} e
1958 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
1962 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota, la
1963 directory deve cioè contenere le due voci standard ``\file{.}'' e
1964 ``\file{..}'' e niente altro. Il nome può essere indicato con un
1965 \textit{pathname} assoluto o relativo, ma si deve fare riferimento al nome
1966 nella directory genitrice, questo significa che \textit{pathname} terminanti
1967 in ``\file{.}'' e ``\file{..}'' anche se validi in altri contesti, causeranno
1968 il fallimento della funzione.
1970 Se la directory cancellata risultasse aperta in qualche processo per una
1971 lettura dei suoi contenuti (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_read}), pur
1972 scomparendo dal filesystem e non essendo più possibile accedervi o crearvi
1973 altri file, le risorse ad essa associate verrebbero disallocate solo alla
1974 chiusura di tutti questi ulteriori riferimenti.
1977 \subsection{Lettura e scansione delle directory}
1978 \label{sec:file_dir_read}
1980 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1981 delle liste di nomi associati ai relativi \itindex{inode} \textit{inode}, per
1982 il ruolo che rivestono nella struttura del sistema non possono essere trattate
1983 come dei normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze
1984 all'interno del filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una
1985 directory, e non può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci
1986 con le usuali funzioni di scrittura.
1988 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1989 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1990 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1991 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1992 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1993 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1994 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il \itindex{Virtual~File~System} VFS
1995 prevede una apposita funzione per la lettura delle directory.
1997 \itindbeg{directory~stream}
1999 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
2000 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
2001 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
2002 basata sui cosiddetti \textit{directory stream}, chiamati così per l'analogia
2003 con i \textit{file stream} dell'interfaccia standard ANSI C che vedremo in
2004 cap.~\ref{cha:files_std_interface}. La prima funzione di questa interfaccia è
2005 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
2010 \fdecl{DIR *opendir(const char *dirname)}
2011 \fdesc{Apre un \textit{directory stream}.}
2013 {La funzione ritorna un puntatore al \textit{directory stream} in caso di
2014 successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
2015 dei valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2016 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR} nel loro significato
2020 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
2021 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
2022 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
2023 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
2024 funzione inoltre posiziona lo \textit{stream} sulla prima voce contenuta nella
2027 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
2028 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
2029 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
2030 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec} (si ricordi quanto
2031 detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}), così da evitare che resti aperto in caso
2032 di esecuzione di un altro programma.
2034 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2035 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2036 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2037 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2038 5.1.2) e con la \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2039 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2040 della \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2041 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2042 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2043 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2048 \fdecl{int dirfd(DIR *dir)}
2049 \fdesc{Legge il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.}
2051 {La funzione ritorna un valore positivo corrispondente al file descriptor in
2052 caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
2055 \item[\errcode{EINVAL}] \param{dir} non è un puntatore ad un
2056 \textit{directory stream}.
2057 \item[\errcode{ENOTSUP}] l'implementazione non supporta l'uso di un file
2058 descriptor per la directory.
2063 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2064 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2065 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2066 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2067 spostare su di essa la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2068 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2070 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2071 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2072 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2073 dalla versione 2.4 della \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2074 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2075 della \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2076 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2077 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2078 700} .} il cui prototipo è:
2083 \fdecl{DIR *fdopendir(int fd)}
2084 \fdesc{Associa un \textit{directory stream} ad un file descriptor.}
2086 {La funzione ritorna un puntatore al \textit{directory stream} in caso di
2087 successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
2088 dei valori \errval{EBADF} o \errval{ENOMEM} nel loro significato generico.}
2091 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2092 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2093 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2094 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2095 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2096 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2098 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2099 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2100 utilizzato all'interno del proprio programma. In particolare dovrà essere
2101 chiuso attraverso il \textit{directory stream} con \func{closedir} e non
2102 direttamente. Si tenga presente inoltre che \func{fdopendir} non modifica lo
2103 stato di un eventuale flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec},
2104 che pertanto dovrà essere impostato esplicitamente in fase di apertura del
2107 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2108 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2109 \funcd{readdir}, il cui prototipo è:
2114 \fdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2115 \fdesc{Legge una voce dal \textit{directory stream}.}
2117 {La funzione ritorna il puntatore alla struttura contenente i dati in caso di
2118 successo e \val{NULL} per un errore o se si è raggiunta la fine dello
2119 \textit{stream}. Il solo codice di errore restituito in \var{errno} è
2120 \errval{EBADF} qualora \param{dir} non indichi un \textit{directory stream}
2124 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2125 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2126 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2127 esaurite tutte le voci in essa presenti, che viene segnalata dalla
2128 restituzione di \val{NULL} come valore di ritorno. Si può distinguere questa
2129 condizione da un errore in quanto in questo caso \var{errno} non verrebbe
2132 I dati letti da \func{readdir} vengono memorizzati in una struttura
2133 \struct{dirent}, la cui definizione è riportata in
2134 fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la definizione è quella usata da
2135 Linux, che si trova nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non
2136 contempla la presenza del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del
2137 nome del file.} La funzione non è rientrante e restituisce il puntatore ad
2138 una struttura allocata staticamente, che viene sovrascritta tutte le volte che
2139 si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory stream}.
2141 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
2142 rientrante, \funcd{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
2143 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2144 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2145 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2146 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
2152 \fdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry, struct dirent **result)}
2153 \fdesc{Legge una voce dal \textit{directory stream}.}
2155 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo ed un numero positivo per un
2156 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2160 La funzione restituisce in \param{result} come \itindex{value~result~argument}
2161 \textit{value result argument} l'indirizzo della struttura \struct{dirent}
2162 dove sono stati salvati i dati, che deve essere allocata dal chiamante, ed il
2163 cui indirizzo deve essere indicato con l'argomento \param{entry}. Se si è
2164 raggiunta la fine del \textit{directory stream} invece in \param{result} viene
2165 restituito il valore \val{NULL}.
2167 \begin{figure}[!htb]
2168 \footnotesize \centering
2169 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2170 \includestruct{listati/dirent.c}
2173 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2175 \label{fig:file_dirent_struct}
2178 % Lo spazio per la \struct{dirent} dove vengono restituiti i dati della
2179 % directory deve essere allocato a cura del chiamante, dato che la dimensione
2182 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2183 presenti nella directory. Sia BSD che SVr4 che POSIX.1-2001\footnote{il
2184 vecchio standard POSIX prevedeva invece solo la presenza del campo
2185 \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux era definito come alias
2186 di quest'ultimo, mentre il campo \var{d\_name} era considerato dipendente
2187 dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il campo
2188 \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
2189 terminata da uno zero, ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
2190 \itindex{inode} \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo
2191 \var{st\_ino} di \struct{stat}. La presenza di ulteriori campi opzionali
2192 oltre i due citati è segnalata dalla definizione di altrettante macro nella
2193 forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è il nome del relativo
2194 campo. Come si può evincere da fig.~\ref{fig:file_dirent_struct} nel caso di
2195 Linux sono pertanto definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2196 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2197 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2199 Dato che possono essere presenti campi opzionali e che lo standard
2200 POSIX.1-2001 non specifica una dimensione definita per il nome dei file (che
2201 può variare a seconda del filesystem), ma solo un limite superiore pari a
2202 \const{NAME\_MAX} (vedi tab.~\ref{tab:sys_file_macro}), in generale per
2203 allocare una struttura \struct{dirent} in maniera portabile occorre eseguire
2204 un calcolo per ottenere le dimensioni appropriate per il proprio
2205 sistema.\footnote{in SVr4 la lunghezza del campo è definita come
2206 \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte usato anche in
2207 fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.} Lo standard però richiede che il campo
2208 \var{d\_name} sia sempre l'ultimo della struttura, questo ci consente di
2209 ottenere la dimensione della prima parte con la macro di utilità generica
2210 \macro{offsetof}, che si può usare con il seguente prototipo:
2216 \fdecl{size\_t \macro{offsetof}(type, member)}
2217 \fdesc{Restituisce la posizione del campo \param{member} nella
2218 struttura \param{type}.}
2223 Ottenuta allora con \code{offsetof(struct dirent, d\_name)} la dimensione
2224 della parte iniziale della struttura, basterà sommarci la dimensione massima
2225 dei nomi dei file nel filesystem che si sta usando, che si può ottenere
2226 attraverso la funzione \func{pathconf} (per la quale si rimanda a
2227 sez.~\ref{sec:sys_pathconf}) più un ulteriore carattere per la terminazione
2230 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2231 indica il tipo di file (se fifo, directory, collegamento simbolico, ecc.), e
2232 consente di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} (vedi
2233 sez.~\ref{sec:file_stat}) per determinarlo. I suoi possibili valori sono
2234 riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga presente che questo
2235 valore è disponibile solo per i filesystem che ne supportano la restituzione
2236 (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs}, \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e
2237 \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà sempre il valore
2238 \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1 della
2239 \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso non era
2240 implementato, e veniva restituito comunque il valore \const{DT\_UNKNOWN}.}
2245 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2247 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2250 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2251 \const{DT\_REG} & File normale.\\
2252 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
2253 \const{DT\_LNK} & Collegamento simbolico.\\
2254 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
2255 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
2256 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2257 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2260 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2261 della struttura \struct{dirent}.}
2262 \label{tab:file_dtype_macro}
2265 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2266 \var{st\_mode} di \struct{stat} (vedi fig.~\ref{fig:file_stat_struct}) sono
2267 definite anche due macro di conversione, \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2273 \fdecl{int \macro{IFTODT}(mode\_t MODE)}
2274 \fdesc{Converte il tipo di file dal formato di \var{st\_mode} a quello di
2276 \fdecl{mode\_t \macro{DTTOIF}(int DTYPE)}
2277 \fdesc{Converte il tipo di file dal formato di \var{d\_type} a quello di
2283 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2284 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2285 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2286 varie voci, spostarsi all'interno dello \textit{stream} usando la funzione
2287 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2288 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2289 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2290 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2291 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2295 \fdecl{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2296 \fdesc{Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.}
2298 {La funzione non ritorna niente e non imposta errori.}
2301 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2302 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo
2303 \textit{stream} \param{dir}; esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal
2304 valore di \var{d\_off} di \struct{dirent} o dal valore restituito dalla
2305 funzione \funcd{telldir}, che legge la posizione corrente; il cui prototipo
2306 è:\footnote{prima della \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di
2307 tipo \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long}
2308 per conformità a POSIX.1-2001.}
2312 \fdecl{long telldir(DIR *dir)}
2313 \fdesc{Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.}
2315 {La funzione ritorna la posizione corrente nello \textit{stream} (un numero
2316 positivo) in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
2317 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2318 valore errato per \param{dir}. }
2321 La sola funzione di posizionamento per un \textit{directory stream} prevista
2322 originariamente dallo standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la
2323 posizione a quella iniziale; il suo prototipo è:
2328 \fdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2329 \fdesc{Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.}
2331 {La funzione non ritorna niente e non imposta errori.}
2334 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2335 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2336 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2341 \fdecl{int closedir(DIR *dir)}
2342 \fdesc{Chiude un \textit{directory stream}.}
2344 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2345 caso \var{errno} assume solo il valore \errval{EBADF}.}
2348 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2349 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2350 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2351 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2352 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2353 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2357 \fdecl{int scandir(const char *dir, struct dirent ***namelist, \\
2358 \phantom{int scandir(}int(*filter)(const struct dirent *), \\
2359 \phantom{int scandir(}int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2360 \fdesc{Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.}
2362 {La funzione ritorna il numero di voci trovate in caso di successo e $-1$ per
2363 un errore, nel qual caso \var{errno} può assumere solo il valore
2367 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2368 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2369 controllano rispettivamente la selezione di una voce, passata con
2370 l'argomento \param{filter}, e l'ordinamento di tutte le voci selezionate,
2371 specificata dell'argomento \param{compar}.
2373 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2374 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2375 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2376 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2377 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2378 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \param{filter} non
2379 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2381 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \funcm{qsort}, le
2382 modalità del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2383 \param{compar} come criterio di ordinamento di \funcm{qsort}, la funzione
2384 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2385 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2386 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2387 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2388 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2389 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2390 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2391 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2392 si deve passare il suo indirizzo.}
2394 \itindend{directory~stream}
2396 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2397 \param{compar}, sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2398 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2402 \fdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2403 \fdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2404 \fdesc{Riordinano le voci di \textit{directory stream}.}
2406 {Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di zero qualora
2407 il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o maggiore del secondo
2408 e non forniscono errori.}
2411 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2412 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2413 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; la glibc usa il
2414 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2415 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2416 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico secondo il valore del
2417 campo \var{d\_name} delle varie voci. La \acr{glibc} prevede come
2418 estensione\footnote{la \acr{glibc}, a partire dalla versione 2.1, effettua
2419 anche l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni,
2420 usando \funcm{strcoll} al posto di \funcm{strcmp}.} anche
2421 \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto del numero di versione,
2422 cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.
2424 \begin{figure}[!htbp]
2425 \footnotesize \centering
2426 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2427 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2429 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2431 \label{fig:file_my_ls}
2434 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2435 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2436 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2437 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2438 e la relativa dimensione, in sostanza una versione semplificata del comando
2441 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2442 la parte di gestione delle opzioni, che prevede solo l'uso di una funzione per
2443 la stampa della sintassi, anch'essa omessa, ma il codice completo può essere
2444 trovato coi sorgenti allegati alla guida nel file \file{myls.c}.
2446 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2447 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento, che indicherà la
2448 directory da esaminare, è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2449 \myfunc{dir\_scan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2450 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2452 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2453 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2454 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2455 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2456 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2458 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \myfunc{dir\_scan} per ogni
2459 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2460 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2461 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2463 \begin{figure}[!htbp]
2464 \footnotesize \centering
2465 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2466 \includecodesample{listati/dir_scan.c}
2468 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2469 file \file{dir\_scan.c}.}
2470 \label{fig:file_dirscan}
2473 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \myfunc{dir\_scan},
2474 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e
2475 permette di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le
2476 voci di una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small
2477 18--22}) uno \textit{stream} sulla directory passata come primo argomento,
2478 stampando un messaggio in caso di errore.
2480 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare
2481 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2482 sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni \func{dirfd} e
2483 \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir} su
2484 \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
2485 26--30}) sulle singole voci dello \textit{stream} ci si trovi all'interno
2486 della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
2487 \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
2488 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
2489 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
2490 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
2493 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2494 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2495 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2496 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2497 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2498 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2499 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2500 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2501 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2502 chiusura (\texttt{\small 32}) dello \textit{stream}\footnote{nel nostro caso,
2503 uscendo subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2504 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2505 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2506 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2507 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2508 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2512 \subsection{La directory di lavoro}
2513 \label{sec:file_work_dir}
2515 \index{directory~di~lavoro|(}
2517 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2518 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2519 della sua \kstruct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2520 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2521 \kstruct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2522 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2523 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2524 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2525 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2527 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2528 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2529 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2530 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory di lavoro
2531 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2532 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory di lavoro della shell diventa anche la
2533 directory di lavoro di qualunque comando da essa lanciato.
2535 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2536 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2537 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione,
2538 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2539 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2540 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2545 \fdecl{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2546 \fdesc{Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.}
2548 {La funzione ritorna il puntatore a \param{buffer} in caso di successo e
2549 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2551 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di attraversamento su
2552 uno dei componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory
2553 superiori alla corrente).
2554 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2556 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2557 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2558 lunghezza del \textit{pathname}.
2560 ed inoltre \errcode{EFAULT} nel suo significato generico.}
2563 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2564 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2565 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2566 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2567 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2568 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2571 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2572 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2573 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2574 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2575 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2576 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa con
2577 \func{free} una volta cessato il suo utilizzo.
2579 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvarsi la directory di lavoro
2580 all'avvio del programma per poi potervi tornare in un tempo successivo, un
2581 metodo alternativo più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è
2582 invece quello di aprire all'inizio la directory corrente (vale a dire
2583 ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con \func{fchdir}.
2585 Di questa funzione esiste una versione alternativa per compatibilità
2586 all'indietro con BSD, \funcm{getwd}, che non prevede l'argomento \param{size}
2587 e quindi non consente di specificare la dimensione di \param{buffer} che
2588 dovrebbe essere allocato in precedenza ed avere una dimensione sufficiente
2589 (per BSD maggiore \const{PATH\_MAX}, che di solito 256 byte, vedi
2590 sez.~\ref{sec:sys_limits}). Il problema è che su Linux non esiste una
2591 dimensione superiore per la lunghezza di un \textit{pathname}, per cui non è
2592 detto che il buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è
2593 la ragione principale per cui questa funzione è deprecata, e non la tratteremo.
2595 Una seconda funzione usata per ottenere la directory di lavoro è
2596 \funcm{get\_current\_dir\_name},\footnote{la funzione è una estensione GNU e
2597 presente solo nella \acr{glibc}.} che non prende nessun argomento ed è
2598 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la differenza
2599 che se disponibile essa ritorna il valore della variabile di ambiente
2600 \envvar{PWD}, che essendo costruita dalla shell può contenere un
2601 \textit{pathname} comprendente anche dei collegamenti simbolici. Usando
2602 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2603 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2604 attraverso eventuali collegamenti simbolici.
2606 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione di sistema
2607 \funcd{chdir}, equivalente del comando di shell \cmd{cd}, il cui nome sta
2608 appunto per \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2612 \fdecl{int chdir(const char *pathname)}
2613 \fdesc{Cambia la directory di lavoro per \textit{pathname}.}
2615 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2616 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2618 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2619 di \param{pathname}.
2620 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2622 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO},
2623 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT} e \errval{ENOMEM} nel loro
2624 significato generico.}
2627 La funzione cambia la directory di lavoro in \param{pathname} ed
2628 ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la quale si hanno
2629 i permessi di accesso.
2631 Dato che ci si può riferire ad una directory anche tramite un file descriptor,
2632 per cambiare directory di lavoro è disponibile anche la funzione di sistema
2633 \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2637 \fdecl{int fchdir(int fd)}
2638 \fdesc{Cambia la directory di lavoro per file descriptor.}
2640 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2641 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{EACCES} nel loro
2642 significato generico.}
2645 La funzione è identica a \func{chdir}, ma prende come argomento un file
2646 descriptor \param{fd} invece di un \textit{pathname}. Anche in questo
2647 caso \param{fd} deve essere un file descriptor valido che fa riferimento ad
2648 una directory. Inoltre l'unico errore di accesso possibile (tutti gli altri
2649 sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è quello in cui il processo non
2650 ha il permesso di attraversamento alla directory specificata da \param{fd}.
2652 \index{directory~di~lavoro|)}
2655 \subsection{La creazione dei \textsl{file speciali}}
2656 \label{sec:file_mknod}
2658 \index{file!di~dispositivo|(}
2659 \index{file!speciali|(}
2661 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e collegamenti
2662 simbolici, ma in sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto che il sistema
2663 prevede anche degli altri tipi di file, che in genere vanno sotto il nome
2664 generico di \textsl{file speciali}, come i file di dispositivo, le fifo ed i
2667 La manipolazione delle caratteristiche di questi file speciali, il cambiamento
2668 di nome o la loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni
2669 che operano sugli altri file, ma quando li si devono creare sono necessarie,
2670 come per le directory, delle funzioni apposite. La prima di queste è la
2671 funzione di sistema \funcd{mknod}, il cui prototipo è:
2678 \fdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
2679 \fdesc{Crea un file speciale sul filesystem.}
2681 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2682 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2684 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un collegamento
2686 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
2687 fifo, un socket o un dispositivo.
2688 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
2689 \itindex{inode} l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
2690 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
2692 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP},
2693 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOSPC},
2694 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2697 La funzione permette di creare un \itindex{inode} \textit{inode} di tipo
2698 generico sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di
2699 dispositivo, ma si può usare anche per creare qualunque tipo di file speciale
2700 ed anche file regolari. L'argomento \param{mode} specifica sia il tipo di file
2701 che si vuole creare che i relativi permessi, secondo i valori riportati in
2702 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR aritmetico. I
2703 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
2704 \itindex{umask} \textit{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
2706 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
2707 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
2708 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
2709 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
2710 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
2711 directory o collegamenti simbolici, si dovranno usare le funzioni
2712 \func{mkdir} e \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso
2713 comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Inoltre \param{pathname} non deve
2714 esistere, neanche come collegamento simbolico.
2716 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
2717 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
2718 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
2719 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
2720 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
2721 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
2722 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
2723 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
2724 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
2725 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
2726 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
2727 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
2728 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
2729 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
2731 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
2732 al proprietario e al gruppo del processo (usando \ids{UID} e \ids{GID} del
2733 gruppo effettivo) che li ha creati a meno non sia presente il bit \acr{sgid}
2734 per la directory o sia stata attivata la semantica BSD per il filesystem (si
2735 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
2736 \itindex{inode} l'\textit{inode}, nel qual caso per il gruppo verrà usato il
2737 \ids{GID} del proprietario della directory.
2739 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
2740 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
2741 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
2742 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
2743 \textsl{numero} di dispositivo. Il kernel infatti identifica ciascun
2744 dispositivo con un valore numerico, originariamente questo era un intero a 16
2745 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
2746 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
2747 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
2748 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
2751 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
2752 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
2753 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
2754 dispositivi. Per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
2755 esempio una singola porta seriale, o uno dei dischi presenti) si usa invece il
2756 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
2757 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
2758 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
2759 sorgenti del kernel.
2761 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
2762 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
2763 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
2764 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
2765 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
2766 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha
2767 comportato il fatto che \type{dev\_t} è diventato un \index{tipo!opaco} tipo
2768 opaco, e la necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro,
2769 così da non avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori
2772 Le macro sono definite nel file \headfile{sys/sysmacros.h},\footnote{se si usa
2773 la \acr{glibc} dalla versione 2.3.3 queste macro sono degli alias alle
2774 versioni specifiche di questa libreria, \macro{gnu\_dev\_major},
2775 \macro{gnu\_dev\_minor} e \macro{gnu\_dev\_makedev} che si possono usare
2776 direttamente, al costo di una minore portabilità.} che viene
2777 automaticamente incluso quando si include \headfile{sys/types.h}. Si possono
2778 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
2779 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
2780 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
2786 \fdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
2787 \fdesc{Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del
2788 dispositivo \param{dev}.}
2789 \fdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
2790 \fdesc{Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del
2791 dispositivo \param{dev}.}
2796 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
2797 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
2798 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
2804 \fdecl{dev\_t \macro{makedev}(int major, int minor)}
2805 \fdesc{Dati \itindex{major~number} \textit{major number} e
2806 \itindex{minor~number} \textit{minor number} restituisce l'identificativo di
2812 \index{file!di~dispositivo|)}
2814 Dato che la funzione di sistema \func{mknod} presenta diverse varianti nei
2815 vari sistemi unix-like, lo standard POSIX.1-2001 la dichiara portabile solo in
2816 caso di creazione delle fifo, ma anche in questo caso alcune combinazioni
2817 degli argomenti restano non specificate, per cui nello stesso standard è stata
2818 introdotta una funzione specifica per creare una fifo deprecando l'uso di
2819 \func{mknod} a tale riguardo. La funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo
2825 \fdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
2826 \fdesc{Crea una fifo.}
2828 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2829 caso \var{errno} assumerà \errval{EACCES}, \errval{EEXIST},
2830 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC}, \errval{ENOTDIR} e
2831 \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
2834 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
2835 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come
2836 collegamento simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode}
2837 vengono modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
2839 \index{file!speciali|)}
2842 \subsection{I file temporanei}
2843 \label{sec:file_temp_file}
2845 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2846 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2847 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2848 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2849 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2850 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2851 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2853 Molti problemi di sicurezza derivano proprio da una creazione non accorta di
2854 file temporanei che lascia aperta questa \itindex{race~condition} \textit{race
2855 condition}. Un attaccante allora potrà sfruttarla con quello che viene
2856 chiamato \itindex{symlink~attack} ``\textit{symlink attack}'' dove
2857 nell'intervallo fra la generazione di un nome e l'accesso allo stesso, viene
2858 creato un collegamento simbolico con quel nome verso un file diverso,
2859 ottenendo, se il programma sotto attacco ne ha la capacità, un accesso
2862 La \acr{glibc} provvede varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2863 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2864 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2865 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2866 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2870 \fdecl{char *tmpnam(char *string)}
2871 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2873 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
2874 e \val{NULL} in caso di fallimento, non sono definiti errori.}
2877 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2878 valido e non esistente al momento dell'invocazione. Se si è passato come
2879 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2880 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2881 verrà copiato automaticamente, altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2882 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2883 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2884 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2885 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2886 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2887 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2888 \headfile{stdio.h}.}
2890 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2891 \funcm{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2892 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2893 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2897 \fdecl{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2898 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2900 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
2901 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il
2902 valore \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2905 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2906 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2907 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2908 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2909 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2910 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2912 \item la variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2913 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2914 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}),
2915 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}),
2916 \item il valore della costante \const{P\_tmpdir},
2917 \item la directory \file{/tmp}.
2920 In ogni caso, anche se con queste funzioni la generazione del nome è casuale,
2921 ed è molto difficile ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro
2922 processo non possa avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del
2923 file, un altro file o un collegamento simbolico con lo stesso nome. Per questo
2924 motivo quando si usa il nome ottenuto da una di queste funzioni occorre sempre
2925 assicurarsi che non si stia usando un collegamento simbolico e aprire il nuovo
2926 file in modalità di esclusione (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file
2927 descriptor o con il flag ``\texttt{x}'' per gli \textit{stream}) che fa
2928 fallire l'apertura in caso il file sia già esistente. Essendo disponibili
2929 alternative migliori l'uso di queste funzioni è deprecato.
2931 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2932 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2933 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2937 \fdecl{FILE *tmpfile(void)}
2938 \fdesc{Apre un file temporaneo in lettura/scrittura.}
2940 {La funzione ritorna il puntatore allo \textit{stream} associato al file
2941 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso
2942 \var{errno} assumerà uno dei valori:
2944 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2945 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2947 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2948 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES} nel loro significato
2953 La funzione restituisce direttamente uno \textit{stream} già aperto (in
2954 modalità \code{w+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso,
2955 che viene automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal
2956 programma. Lo standard non specifica in quale directory verrà aperto il file,
2957 ma la \acr{glibc} prima tenta con \const{P\_tmpdir} e poi con
2958 \file{/tmp}. Questa funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non
2959 soffre di problemi di \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2961 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2962 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2963 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2964 conclusa da 6 caratteri ``\texttt{X}'' che verranno sostituiti da un codice
2965 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera soltanto un nome
2966 casuale, il suo prototipo è:
2970 \fdecl{char *mktemp(char *template)}
2971 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2973 {La funzione ritorna il puntatore a \param{template} in caso di successo e
2974 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2976 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2980 La funzione genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2981 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2982 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2983 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2984 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2985 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2986 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2987 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2988 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2991 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2992 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2997 \fdecl{int mkstemp(char *template)}
2998 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3001 {La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3003 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3005 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3006 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
3007 contenuto di \param{template} è indefinito.
3012 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
3013 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
3014 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
3015 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
3016 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
3017 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
3018 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
3019 partire dalla \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti della \acr{glibc} e
3020 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
3021 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
3022 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
3023 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
3024 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
3025 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
3029 \fdecl{int mkostemp(char *template, int flags)}
3030 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3032 {La funzione ritorna un file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3033 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3036 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
3037 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
3038 nell'apertura del file.
3041 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
3042 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
3043 funzione è stata introdotta nella \acr{glibc} a partire dalla versione
3044 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
3048 \fdecl{char *mkdtemp(char *template)}
3049 \fdesc{Crea una directory temporanea.}
3051 {La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso di successo
3052 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
3055 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3057 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
3060 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
3061 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
3062 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli). Dato che la
3063 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
3064 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
3070 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
3071 \label{sec:file_infos}
3073 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
3074 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
3075 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
3076 nell'\textit{inode}. Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere
3077 tutte queste informazioni usando la funzione \func{stat}, che permette
3078 l'accesso a tutti i dati memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode};
3079 esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare tutte queste
3080 informazioni, eccetto quelle che riguardano la gestione del controllo di
3081 accesso, trattate in in sez.~\ref{sec:file_access_control}.
3084 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
3085 \label{sec:file_stat}
3087 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
3088 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
3089 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
3090 funzioni di sistema \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui
3097 \fdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3098 \fdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3099 \fdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
3100 \fdesc{Leggono le informazioni di un file.}
3102 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3103 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3105 \item[\errcode{EOVERFLOW}] il file ha una dimensione che non può essere
3106 rappresentata nel tipo \type{off\_t} (può avvenire solo in caso di
3107 programmi compilati su piattaforme a 32 bit senza le estensioni
3108 (\texttt{-D \_FILE\_OFFSET\_BITS=64}) per file a 64 bit).
3110 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{ENOMEM}, per \func{stat} e
3111 \func{lstat} anche \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
3112 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fstat} anche \errval{EBADF},
3113 nel loro significato generico.}
3116 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file indicato
3117 da \param{file\_name} e le inserisce nel buffer puntato
3118 dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica a \func{stat}
3119 eccetto che se \param{file\_name} è un collegamento simbolico vengono lette le
3120 informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento. Infine
3121 \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già aperto, specificato
3122 tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
3124 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
3125 \headfile{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
3126 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
3127 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}. In realtà la definizione
3128 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
3129 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
3130 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
3132 \begin{figure}[!htb]
3135 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3136 \includestruct{listati/stat.h}
3139 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
3141 \label{fig:file_stat_struct}
3144 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
3145 primitivi del sistema, di quelli definiti in
3146 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h},
3147 con l'eccezione di \type{blksize\_t} e \type{blkcnt\_t} che sono nuovi tipi
3148 introdotti per rendersi indipendenti dalla piattaforma.
3150 Benché la descrizione dei commenti di fig.~\ref{fig:file_stat_struct} sia
3151 abbastanza chiara, vale la pena illustrare maggiormente il significato dei
3152 campi di \structd{stat} su cui non torneremo in maggior dettaglio nel resto di
3156 \item Il campo \var{st\_nlink} contiene il numero di \textit{hard link} che
3157 fanno riferimento al file (il cosiddetto \textit{link count}) di cui abbiamo
3158 già parlato in numerose occasioni.
3160 \item Il campo \var{st\_ino} contiene il numero di \itindex{inode}
3161 \textit{inode} del file, quello viene usato all'interno del filesystem per
3162 identificarlo e che può essere usato da un programma per determinare se due
3163 \textit{pathname} fanno riferimento allo stesso file.
3165 \item Il campo \var{st\_dev} contiene il numero del dispositivo su cui risiede
3166 il file (o meglio il suo filesystem). Si tratta dello stesso numero che si
3167 usa con \func{mknod} e che può essere decomposto in \itindex{major~number}
3168 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} con le
3169 macro \macro{major} e \macro{minor} viste in sez.~\ref{sec:file_mknod}.
3171 \item Il campo \var{st\_rdev} contiene il numero di dispositivo associato al
3172 file stesso ed ovviamente ha un valore significativo soltanto quando il file
3173 è un dispositivo a caratteri o a blocchi.
3175 \item Il campo \var{st\_blksize} contiene la dimensione dei blocchi di dati
3176 usati nell'I/O su disco, che è anche la dimensione usata per la
3177 bufferizzazione dei dati dalle librerie del C per l'interfaccia degli
3178 \textit{stream}. Leggere o scrivere blocchi di dati in dimensioni inferiori
3179 a questo valore è inefficiente in quanto le operazioni su disco usano
3180 comunque trasferimenti di questa dimensione.
3186 \subsection{I tipi di file}
3187 \label{sec:file_types}
3189 Abbiamo sottolineato fin dall'introduzione che Linux, come ogni sistema
3190 unix-like, supporta oltre ai file ordinari e alle directory una serie di altri
3191 ``\textsl{tipi}'' di file che possono stare su un filesystem (elencati in
3192 tab.~\ref{tab:file_file_types}). Il tipo di file viene ritornato dalle
3193 funzioni della famiglia \func{stat} all'interno del campo \var{st\_mode} di
3194 una struttura \struct{stat}.
3196 Il campo \var{st\_mode} è una maschera binaria in cui l'informazione viene
3197 suddivisa nei vari bit che compongono, ed oltre a quelle sul tipo di file,
3198 contiene anche le informazioni relative ai permessi su cui torneremo in
3199 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Dato che i valori numerici usati per
3200 definire il tipo di file possono variare a seconda delle implementazioni, lo
3201 standard POSIX definisce un insieme di macro che consentono di verificare il
3202 tipo di file in maniera standardizzata.
3207 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
3209 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
3212 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
3213 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
3214 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
3215 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
3216 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
3217 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & collegamento simbolico.\\
3218 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
3221 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3222 \label{tab:file_type_macro}
3225 Queste macro vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
3226 standard per i collegamenti simbolici e i socket definite da BSD.\footnote{le
3227 ultime due macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che non sono presenti
3228 nello standard POSIX fino alla revisione POSIX.1-1996.} L'elenco completo
3229 delle macro con cui è possibile estrarre da \var{st\_mode} l'informazione
3230 relativa al tipo di file è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}, tutte
3231 le macro restituiscono un valore intero da usare come valore logico e prendono
3232 come argomento il valore di \var{st\_mode}.
3237 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
3239 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3242 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
3243 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
3244 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Collegamento simbolico.\\
3245 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
3246 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
3247 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
3248 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
3249 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
3251 \const{S\_ISUID} & 0004000 & \itindex{suid~bit} \acr{suid} bit.\\
3252 \const{S\_ISGID} & 0002000 & \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} bit.\\
3253 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & \itindex{sticky~bit} \acr{sticky} bit.\\
3255 \const{S\_IRWXU} & 00700 & Maschera per i permessi del proprietario.\\
3256 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
3257 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
3258 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
3260 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Maschera per i permessi del gruppo.\\
3261 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
3262 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
3263 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
3265 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Maschera per i permessi di tutti gli altri\\
3266 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
3267 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3268 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3271 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
3272 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3273 \label{tab:file_mode_flags}
3276 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che semplificano
3277 l'operazione, è possibile usare direttamente il valore di \var{st\_mode} per
3278 ricavare il tipo di file controllando direttamente i vari bit in esso
3279 memorizzati. Per questo sempre in \headfile{sys/stat.h} sono definite le varie
3280 costanti numeriche riportate in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
3281 definiscono le maschere che consentono di selezionare non solo i dati relativi
3282 al tipo di file, ma anche le informazioni relative ai permessi su cui
3283 torneremo in sez.~\ref{sec:file_access_control}, ed identificare i rispettivi
3286 Le costanti che servono per la identificazione del tipo di file sono riportate
3287 nella prima sezione di tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, mentre le sezioni
3288 successive attengono alle costanti usate per i permessi. Il primo valore
3289 dell'elenco è la maschera binaria \const{S\_IFMT} che permette di estrarre da
3290 \var{st\_mode} (con un AND aritmetico) il blocco di bit nei quali viene
3291 memorizzato il tipo di file. I valori successivi sono le costanti
3292 corrispondenti ai vari tipi di file, e possono essere usate per verificare la
3293 presenza del tipo di file voluto ed anche, con opportune combinazioni,
3294 alternative fra più tipi di file.
3296 Si tenga presente però che a differenza dei permessi, l'informazione relativa
3297 al tipo di file non è una maschera binaria, per questo motivo se si volesse
3298 impostare una condizione che permetta di controllare se un file è una
3299 directory o un file ordinario non si possono controllare dei singoli bit, ma
3300 si dovrebbe usare una macro di preprocessore come:
3301 \includecodesnip{listati/is_regdir.h}
3302 in cui si estraggono ogni volta da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di
3303 file e poi si effettua il confronto con i due possibili tipi di file.
3306 \subsection{Le dimensioni dei file}
3307 \label{sec:file_file_size}
3309 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:file_stat_struct} che campo \var{st\_size} di
3310 una struttura \struct{stat} contiene la dimensione del file in byte. Questo
3311 però è vero solo se si tratta di un file regolare, mentre nel caso di un
3312 collegamento simbolico la dimensione è quella del \textit{pathname} che il
3313 collegamento stesso contiene, infine per le fifo ed i file di dispositivo
3314 questo campo è sempre nullo.
3316 Il campo \var{st\_blocks} invece definisce la lunghezza del file in blocchi di
3317 512 byte. La differenza con \var{st\_size} è che in questo caso si fa
3318 riferimento alla quantità di spazio disco allocata per il file, e non alla
3319 dimensione dello stesso che si otterrebbe leggendolo sequenzialmente.
3321 Si deve tener presente infatti che la lunghezza del file riportata in
3322 \var{st\_size} non è detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su
3323 disco, e non solo perché la parte finale del file potrebbe riempire
3324 parzialmente un blocco. In un sistema unix-like infatti è possibile
3325 l'esistenza dei cosiddetti \itindex{sparse~file} \textit{sparse file}, cioè
3326 file in cui sono presenti dei ``\textsl{buchi}'' \index{file!\textit{hole}}
3327 (\textit{holes} nella nomenclatura inglese) che si formano tutte le volte che
3328 si va a scrivere su un file dopo aver eseguito uno spostamento oltre la sua
3329 fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in sez.~\ref{sec:file_lseek}).
3331 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
3332 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
3333 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
3334 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
3335 caso per i ``\textsl{buchi}'' \index{file!\textit{hole}} vengono restituiti
3336 degli zeri, si avrà lo stesso risultato di \cmd{ls}.
3338 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra o usando la
3339 funzione \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) per spostarsi oltre la
3340 sua fine, esistono anche casi in cui si può avere bisogno di effettuare un
3341 troncamento, scartando i dati presenti al di là della dimensione scelta come
3342 nuova fine del file.
3344 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
3345 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
3346 dimensione si possono usare le due funzioni di sistema \funcd{truncate} e
3347 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
3351 \fdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
3352 \fdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
3353 \fdesc{Troncano un file.}
3355 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3356 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3358 \item[\errcode{EINTR}] si è stati interrotti da un segnale.
3359 \item[\errcode{EINVAL}] \param{length} è negativa o maggiore delle
3360 dimensioni massime di un file.
3361 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta il troncamento di un file.
3362 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
3364 per entrambe, mentre per \func{ftruncate} si avranno anche:
3366 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3367 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è un riferimento a un file o non è
3368 aperto in scrittura.
3370 e per \func{truncate} si avranno anche:
3372 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file o il
3373 permesso di attraversamento di una delle componenti del \textit{pathname}.
3374 \item[\errcode{EISDIR}] \param{file\_name} fa riferimento ad una directory.
3376 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
3377 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}
3378 nel loro significato generico.}
3381 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
3382 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
3383 fatto che il file viene indicato con un \textit{pathname} per \func{truncate}
3384 e con un file descriptor per \funcd{ftruncate}. Si tenga presente che se il
3385 file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
3388 Il comportamento in caso di lunghezza del file inferiore a \param{length} non
3389 è specificato e dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato
3390 invariato o esteso fino alla lunghezza scelta. Nel caso di Linux viene esteso
3391 con la creazione di un \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel
3392 \itindex{sparse~file} file e ad una lettura si otterranno degli zeri, si tenga
3393 presente però che questo comportamento è supportato solo per filesystem
3394 nativi, ad esempio su un filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo
3398 \subsection{I tempi dei file}
3399 \label{sec:file_file_times}
3401 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, che sono registrati
3402 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del
3403 file. Questi possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li
3404 restituisce attraverso tre campi della struttura \struct{stat} di
3405 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di questi tempi e dei relativi
3406 campi della struttura \struct{stat} è illustrato nello schema di
3407 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
3408 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il valore del tempo è espresso
3409 nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar time}, su cui
3410 torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3415 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3417 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3418 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3421 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3422 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3423 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3424 \func{write}, \func{utime} & default\\
3425 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3426 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3429 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3430 \label{tab:file_file_times}
3433 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3434 ultima modifica (il \textit{modification time}) riportato in \var{st\_mtime},
3435 ed il tempo di ultimo cambiamento di stato (il \textit{change status time})
3436 riportato in \var{st\_ctime}. Il primo infatti fa riferimento ad una modifica
3437 del contenuto di un file, mentre il secondo ad una modifica dei metadati
3438 \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che esistono molte operazioni, come
3439 la funzione \func{link} e altre che vedremo in seguito, che modificano solo le
3440 informazioni contenute \itindex{inode} nell'\textit{inode} senza toccare il
3441 contenuto del file, diventa necessario l'utilizzo di questo secondo tempo.
3443 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3444 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati perché
3445 più recenti dei loro sorgenti oppure dai programmi di backup, talvolta insieme
3446 anche al tempo di cambiamento di stato, per decidere quali file devono essere
3447 aggiornati nell'archiviazione. Il tempo di ultimo accesso viene di solito
3448 usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un certo
3449 lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa per
3450 cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3451 marcare i messaggi di posta che risultano letti.
3453 Il sistema non tiene mai conto dell'ultimo accesso \itindex{inode}
3454 all'\textit{inode}, pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non
3455 hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le
3456 opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema
3457 riportato nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}. Si noti anche
3458 come non esista, a differenza di altri sistemi operativi, un \textsl{tempo di
3459 creazione} di un file.
3461 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3462 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3463 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3464 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3465 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3466 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3467 portatili, o i cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3470 Per questo motivo abbiamo visto in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting} come
3471 nello sviluppo del kernel siano stati introdotti degli opportuni \textit{mount
3472 flag} che consentissero di evitare di aggiornare continuamente una
3473 informazione che nella maggior parte dei casi non interessa. Per questo i
3474 valori che si possono trovare per l'\textit{access time} dipendono dalle
3475 opzioni di montaggio, ed anche, essendo stato cambiato il comportamento di
3476 default a partire dalla versione 2.6.30, dal kernel che si sta usando.
3478 In generale quello che si ha con i kernel più recenti è che il tempo di ultimo
3479 accesso viene aggiornato solo se è precedente al tempo di ultima modifica o
3480 cambiamento, o se è passato più di un giorno dall'ultimo accesso. Così si può
3481 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo una modifica e che il file
3482 viene comunque osservato regolarmente, conservando tutte le informazioni
3483 veramente utili senza dover consumare risorse in scritture continue per
3484 mantenere costantemente aggiornata una informazione che a questo punto non ha
3485 più nessuna rilevanza pratica.\footnote{qualora ce ne fosse la necessità è
3486 comunque possibile, tramite l'opzione di montaggio \texttt{strictatime},
3487 richiedere in ogni caso il comportamento tradizionale.}
3492 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3494 \multicolumn{1}{|p{2.8cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3495 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3496 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3497 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3498 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3499 &\multicolumn{1}{|p{3.4cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3502 \multicolumn{1}{|p{2.8cm}|}{}
3503 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3504 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3505 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3506 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3507 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3508 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3509 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3512 \func{chmod}, \func{fchmod}
3513 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3514 \func{chown}, \func{fchown}
3515 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3517 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3518 con \const{O\_CREATE} \\
3520 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3521 con \const{O\_TRUNC} \\
3523 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3525 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3527 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3529 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3531 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3533 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3535 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3536 con \const{O\_CREATE} \\
3538 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3539 con \const{O\_TRUNC} \\
3541 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3543 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3545 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3546 se esegue \func{unlink}\\
3548 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3549 se esegue \func{rmdir}\\
3551 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3552 per entrambi gli argomenti\\
3554 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3555 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3556 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3558 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3560 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3562 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3564 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3567 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3568 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento di
3569 stato \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3570 \label{tab:file_times_effects}
3574 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3575 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3576 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3577 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3578 lo contiene. Questi ultimi possono essere capiti immediatamente se si tiene
3579 conto di quanto già detto e ripetuto a partire da
3580 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, e cioè che anche le directory sono anch'esse
3581 file che contengono una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del
3582 tutto analoga a tutti gli altri.
3584 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3585 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3586 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di ultima
3587 modifica. Un esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione
3588 di un file, invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha
3589 effetti solo sui tempi di quest'ultimo.
3591 Si ricordi infine come \var{st\_ctime} non è il tempo di creazione del file,
3592 che in Unix non esiste, anche se può corrispondervi per file che non sono mai
3593 stati modificati. Per questo motivo, a differenza di quanto avviene con altri
3594 sistemi operativi, quando si copia un file, a meno di preservare
3595 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3596 avrà sempre il tempo corrente in cui si è effettuata la copia come data di
3599 I tempi di ultimo accesso ed ultima modifica possono essere modificati
3600 esplicitamente usando la funzione di sistema \funcd{utime}, il cui prototipo
3605 \fdecl{int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3606 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso ed ultima modifica di un file.}
3609 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3610 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3612 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di attraversamento per uno dei
3613 componenti di \param{filename} o \param{times} è \val{NULL} e non si ha il
3614 permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del file o non si
3615 hanno i privilegi di amministratore.
3616 \item[\errcode{EPERM}] \param{times} non è \val{NULL}, e non si è
3617 proprietari del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
3619 ed inoltre \errval{ENOENT} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
3622 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e di ultima modifica del file
3623 specificato dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento
3624 il puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata
3625 in fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3626 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3627 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3629 \begin{figure}[!htb]
3630 \footnotesize \centering
3631 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3632 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3635 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3637 \label{fig:struct_utimebuf}
3640 L'effetto della funzione ed i privilegi necessari per eseguirla dipendono dal
3641 valore dell'argomento \param{times}. Se è \val{NULL} la funzione imposta il
3642 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file o essere
3643 proprietari del file o avere i privilegi di amministratore. Se invece si è
3644 specificato un valore diverso la funzione avrà successo solo se si è
3645 proprietari del file o se si hanno i privilegi di amministratore.\footnote{per
3646 essere precisi la \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FOWNER}.} In
3647 entrambi i casi per verificare la proprietà del file viene utilizzato
3648 l'\ids{UID} effettivo del processo.
3650 Si tenga presente che non è possibile modificare manualmente il tempo di
3651 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3652 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode}, e quindi
3653 anche alla chiamata di \func{utime}. Questo serve anche come misura di
3654 sicurezza per evitare che si possa modificare un file nascondendo
3655 completamente le proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in
3656 grado di accedere al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo,
3657 scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma
3658 ovviamente in questo modo la cosa è più complicata da
3659 realizzare.\footnote{esistono comunque molti programmi che consentono di farlo
3660 con relativa semplicità per cui non si dia per scontato che il valore sia
3661 credibile in caso di macchina compromessa.}
3663 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3664 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3665 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3666 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3667 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3668 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3669 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3670 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3671 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3674 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3675 di sistema, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3676 precisione; il suo prototipo è:
3680 \fdecl{int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3681 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso e ultima modifica di un file.}
3683 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3684 caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di \func{utime}.}
3687 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3688 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3689 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3690 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3691 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3692 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3693 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3695 \begin{figure}[!htb]
3696 \footnotesize \centering
3697 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3698 \includestruct{listati/timeval.h}
3701 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3702 con la precisione del microsecondo.}
3703 \label{fig:sys_timeval_struct}
3706 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3707 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3708 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3709 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file già
3710 aperto o di eseguirla direttamente su un collegamento simbolico. I relativi
3715 \fdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])}
3716 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3717 \fdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3718 \fdesc{Cambia i tempi di un collegamento simbolico.}
3721 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3722 caso \var{errno} assumerà uno gli stessi valori di \func{utimes}, con in più
3725 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3726 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3730 Le due funzioni hanno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3731 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3732 si può indicare il file su cui operare se questo è già aperto facendo
3733 riferimento al suo file descriptor, mentre con \func{lutimes} nel caso in
3734 cui \param{filename} sia un collegamento simbolico saranno modificati i suoi
3735 tempi invece di quelli del file a cui esso punta.
3737 Nonostante il kernel nelle versioni più recenti supporti, come accennato,
3738 risoluzioni dei tempi dei file fino al nanosecondo, le funzioni fin qui
3739 esaminate non consentono di impostare valori con questa precisione. Per questo
3740 sono state introdotte due nuove funzioni di sistema, \funcd{futimens} e
3741 \funcd{utimensat}, in grado di eseguire questo compito; i rispettivi prototipi
3746 \fdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])}
3747 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3748 \fdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3749 timespec times[2], int flags)}
3750 \fdesc{Cambia i tempi di un file.}
3753 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3754 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3756 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesta l'impostazione del tempo corrente ma
3757 non si ha il permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del
3758 file o non si hanno i privilegi di amministratore; oppure il file è
3759 immutabile (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3760 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido (solo
3761 \func{futimens}), oppure \param{dirfd} non è \const{AT\_FDCWD} o un file
3762 descriptor valido (solo \func{utimensat}).
3763 \item[\errcode{EFAULT}] \param{times} non è un puntatore valido (per
3764 entrambe), oppure \param{dirfd} è \const{AT\_FDCWD} ma \param{pathname} è
3765 \var{NULL} o non è un puntatore valido (solo \func{utimensat}).
3766 \item[\errcode{EINVAL}] si sono usati dei valori non corretti per i tempi
3767 di \param{times} (per entrambe), oppure è si usato un valore non valido
3768 per \param{flags}, oppure \param{pathname} è \var{NULL}, \param{dirfd} non
3769 è \const{AT\_FDCWD} e \param{flags} contiene \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}
3770 (solo \func{utimensat}).
3771 \item[\errcode{EPERM}] si è richiesto un cambiamento nei tempi non al tempo
3772 corrente, ma non si è proprietari del file o non si hanno i privilegi di
3773 amministratore; oppure il file è \itindex{file~attributes} immutabile o
3774 \textit{append-only} (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3775 \item[\errcode{ESRCH}] non c'è il permesso di attraversamento per una delle
3776 componenti di \param{pathname} (solo \func{utimensat})
3778 ed inoltre per entrambe \errval{EROFS} e per \func{utimensat}
3779 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel
3780 loro significato generico.}
3783 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3784 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec}, la cui definizione è
3785 riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}, che permette di specificare
3786 un valore dei tempi con una precisione fino al nanosecondo.
3788 \begin{figure}[!htb]
3789 \footnotesize \centering
3790 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3791 \includestruct{listati/timespec.h}
3794 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3795 con la precisione del nanosecondo.}
3796 \label{fig:sys_timespec_struct}
3799 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3800 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3801 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3802 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3803 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3804 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3805 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3806 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3807 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3808 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3810 Queste due funzioni sono una estensione definita nella revisione POSIX.1-2008
3811 dello standard POSIX, in Linux sono state introdotte a partire dal kernel
3812 2.6.22,\footnote{si tenga presente però che per kernel precedenti il 2.6.26 le
3813 due funzioni sono difettose nel rispetto di alcuni requisiti minori dello
3814 standard e nel controllo della correttezza dei tempi, per i dettagli dei
3815 quali si rimanda alla pagina di manuale.} e supportate dalla \acr{glibc} a
3816 partire dalla versione 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel
3817 2.6.16, era stata introdotta una \textit{system call} \funcm{futimesat}
3818 seguendo una bozza della revisione dello standard poi modificata; questa
3819 funzione, sostituita da \func{utimensat}, è stata dichiarata obsoleta, non è
3820 supportata da nessuno standard e non deve essere più utilizzata: pertanto
3821 non ne parleremo.} La prima è sostanzialmente una estensione di
3822 \func{futimes} che consente di specificare i tempi con precisione maggiore, la
3823 seconda supporta invece, rispetto ad \func{utimes}, una sintassi più complessa
3824 che consente una indicazione sicura del file su cui operare specificando la
3825 directory su cui si trova tramite il file descriptor \param{dirfd} ed il suo
3826 nome come \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname relativo}
3827 in \param{pathname}.\footnote{su Linux solo \func{utimensat} è una
3828 \textit{system call} e \func{futimens} è una funzione di libreria, infatti
3829 se \param{pathname} è \var{NULL} \param{dirfd} viene considerato un file
3830 descriptor ordinario e il cambiamento del tempo applicato al file
3831 sottostante, qualunque esso sia, per cui \code{futimens(fd, times}) è del
3832 tutto equivalente a \code{utimensat(fd, NULL, times, 0)}.}
3834 Torneremo su questa sintassi e sulla sua motivazione in
3835 sez.~\ref{sec:file_openat}, quando tratteremo tutte le altre funzioni (le
3836 cosiddette \itindex{at-functions} \textit{at-functions}) che la utilizzano;
3837 essa prevede comunque anche la presenza dell'argomento \param{flags} con cui
3838 attivare flag di controllo che modificano il comportamento della funzione, nel
3839 caso specifico l'unico valore consentito è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW} che
3840 indica alla funzione di non dereferenziare i collegamenti simbolici, cosa che
3841 le permette di riprodurre le funzionalità di \func{lutimes}.
3846 \section{Il controllo di accesso ai file}
3847 \label{sec:file_access_control}
3849 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3850 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3851 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3852 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono utilizzabili
3853 anche filesystem di altri sistemi operativi, che non supportano queste
3854 caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
3855 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3858 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3859 \label{sec:file_perm_overview}
3861 Ad ogni file Linux associa sempre, oltre ad un insieme di permessi, l'utente
3862 che ne è proprietario (il cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di
3863 appartenenza, indicati dagli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e
3864 \ids{GID}) di cui abbiamo già parlato in
3865 sez.~\ref{sec:proc_access_id}.\footnote{questo è vero solo per filesystem di
3866 tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem VFAT di Windows, che non
3867 fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per il quale queste
3868 proprietà vengono assegnate in maniera fissa con opportune opzioni di
3869 montaggio.} Anche questi sono mantenuti \itindex{inode} sull'\textit{inode}
3870 insieme alle altre proprietà e sono accessibili da programma tramite la
3871 funzione \func{stat} (trattata in sez.~\ref{sec:file_stat}), che restituisce
3872 l'utente proprietario nel campo \var{st\_uid} ed il gruppo proprietario nel
3873 campo \var{st\_gid} della omonima struttura \struct{stat}.
3875 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3876 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3877 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le
3878 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} \textit{Access Control List} che sono
3879 state aggiunte ai filesystem standard con opportune estensioni (vedi
3880 sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di controllo ancora più
3881 sofisticati come il \itindex{Mandatory~Access~Control~(MAC)}
3882 \textit{mandatory access control} di SE-Linux e delle altre estesioni come
3883 \textit{Smack} o.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è
3884 più che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre
3885 permessi di base associati ad ogni file sono:
3887 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3889 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3890 dall'inglese \textit{write}).
3891 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3892 dall'inglese \textit{execute}).
3894 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3896 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3897 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3899 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3902 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3903 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3904 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3905 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3909 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3910 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3911 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3912 \label{fig:file_perm_bit}
3915 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3916 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3917 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3918 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3919 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), lo schema di allocazione dei bit è
3920 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Come tutte le altre proprietà di
3921 un file anche i permessi sono memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode},
3922 e come accennato in sez.~\ref{sec:file_types} essi sono vengono restituiti in
3923 una parte del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
3924 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3926 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3927 \texttt{u} (per \textit{user}), \texttt{g} (per \textit{group}) e \texttt{o}
3928 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
3929 insieme si usa la lettera \texttt{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
3930 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso a
3931 suo tempo nel VMS, si parla dei permessi base come di permessi per
3932 \textit{owner}, \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar
3933 luogo a confusione. Le costanti che permettono di accedere al valore numerico
3934 di questi bit nel campo \var{st\_mode}, già viste in
3935 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, sono riportate per chiarezza una seconda volta
3936 in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3941 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3943 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3946 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3947 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3948 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3950 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3951 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3952 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3954 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3955 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3956 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3959 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3960 \texttt{<sys/stat.h>}}
3961 \label{tab:file_bit_perm}
3964 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3965 che si riferiscano a dei file, dei collegamenti simbolici o delle directory;
3966 qui ci limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli
3969 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3970 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
3971 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
3972 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
3973 esecuzione). Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che
3974 essa può essere attraversata nella risoluzione del \textit{pathname}, e per
3975 questo viene anche chiamato permesso di attraversamento. Esso è sempre
3976 distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
3977 contenuto della directory.
3979 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3980 lettura si potrà lo stesso aprire un file all'interno di una una directory (se
3981 si hanno i permessi adeguati per il medesimo) ma non si potrà vederlo con
3982 \cmd{ls} mancando il permesso di leggere il contenuto della directory. Per
3983 crearlo o rinominarlo o cancellarlo invece occorrerà avere anche il permesso
3984 di scrittura per la directory.
3986 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3987 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3988 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3989 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3990 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file o per
3991 aggiornare il suo tempo di ultima modifica al tempo corrente, ma non per
3992 modificare arbitrariamente quest'ultimo, operazione per la quale, come per
3993 buona parte delle modifiche effettuate sui metadati del file, occorre esserne
3996 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3997 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione. Gli
3998 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3999 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
4000 disco). Per la cancellazione non è necessario nessun tipo di permesso per il
4001 file stesso dato che, come illustrato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}
4002 esso non viene toccato, nella cancellazione infatti viene solo modificato il
4003 contenuto della directory, rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento. Lo
4004 stesso vale per poter rinominare o spostare il file in altra directory, in
4005 entrambi i casi occorrerà il permesso di scrittura sulle directory che si
4008 Per poter eseguire un file, che sia un programma compilato od uno script di
4009 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel, occorre
4010 oltre al permesso di lettura per accedere al contenuto avere anche il permesso
4011 di esecuzione. Inoltre solo i file regolari possono essere eseguiti. Per i
4012 file di dispositivo i permessi validi sono solo quelli di lettura e scrittura,
4013 che corrispondono al poter eseguire dette operazioni sulla periferica
4016 I permessi per un collegamento simbolico sono ignorati, contano quelli del
4017 file a cui fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta
4018 per un collegamento simbolico tutti i permessi come concessi. Utente e gruppo
4019 a cui esso appartiene vengono pure ignorati quando il collegamento viene
4020 risolto, vengono controllati solo quando viene richiesta la rimozione del
4021 collegamento e quest'ultimo è in una directory con lo \itindex{sticky~bit}
4022 \textit{sticky bit} impostato (si veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
4024 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
4025 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
4026 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
4027 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
4028 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
4029 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
4030 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
4031 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
4032 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
4035 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
4036 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
4037 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
4038 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
4039 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
4040 cui l'utente appartiene.
4042 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
4043 di accesso sono i seguenti:
4045 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
4046 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo. Per
4047 questo motivo l'amministratore ha piena libertà di accesso a tutti i file.
4048 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
4049 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
4052 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di
4053 \textit{user-read} se il processo vuole accedere in lettura, quello di
4054 \textit{user-write} per l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi
4055 d'accesso dell'utente è impostato, l'accesso è consentito;
4056 \item altrimenti l'accesso è negato.
4058 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4059 del processo corrispondono al \ids{GID} del file allora:
4061 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
4063 \item altrimenti l'accesso è negato.
4065 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
4066 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4069 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
4070 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un
4071 file, l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per
4072 l'utente; i permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso
4073 vale se il processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i
4074 permessi per tutti gli altri non vengono controllati.
4076 Questo significa che se si è proprietari di un file ma non si ha il permesso
4077 di scrittura, non vi si potrà scrivere anche se questo fosse scrivibile per
4078 tutti gli altri. Permessi di questo tipo sono ovviamente poco ortodossi, e
4079 comunque, come vedremo in sez.~\ref{sec:file_perm_management}, il proprietario
4080 di un file può sempre modificarne i permessi, e riassegnarsi un eventuale
4081 permesso di scrittura mancante.
4083 \itindbeg{file~attributes}
4085 A questi che sono i permessi ordinari si aggiungono, per i filesystem che
4086 supportano questa estensione, due permessi speciali mantenuti nei cosiddetti
4087 \textit{file attributes}, che si possono leggere ed impostare con i comandi
4088 \cmd{lsattr} e \cmd{chattr}.\footnote{per l'utilizzo di questi comandi e per
4089 le spiegazioni riguardo tutti gli altri \textit{file attributes} si rimanda
4090 alla sezione 1.4.4 di \cite{AGL}.}
4092 Il primo è il cosiddetto attributo di immutabilità (\textit{immutable},
4093 identificato dalla lettera \texttt{i}) che impedisce ogni modifica al file,
4094 \textit{inode} compreso. Questo significa non solo che non se ne può cambiare
4095 il contenuto, ma neanche nessuna delle sue proprietà, ed in particolare non si
4096 può modificare nei permessi o nei tempi o nel proprietario ed inoltre, visto
4097 che non se può modificare il \textit{link count}, non si può neanche
4098 cancellare, rinominare, o creare \textit{hard link} verso di esso.
4100 Il secondo è il cosiddetto attributo di \textit{append-only}, (identificato
4101 dalla lettera \texttt{a}) che consente soltanto la scrittura in coda al
4102 file. Il file cioè può essere soltanto esteso nel contenuto, ma i suoi
4103 metadati, a parte i tempi che però possono essere impostati al valore
4104 corrente, non possono essere modificati in alcun modo, quindi di nuovo non si
4105 potrà cancellare, rinominare, o modificare nei permessi o nelle altre
4108 Entrambi questi attributi attivano queste restrizioni a livello di filesytem,
4109 per cui a differenza dei permessi ordinari esse varranno per qualunque utente
4110 compreso l'amministratore. L'amministratore è l'unico che può attivare o
4111 disattivare questi attributi,\footnote{più precisamente un processo con la
4112 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}.} e potendo
4113 rimuoverli è comunque capace di tornare in grado di eseguire qualunque
4114 operazione su un file immutabile o \textit{append-only}.
4116 \itindend{file~attributes}
4120 \subsection{I bit dei permessi speciali}
4121 \label{sec:file_special_perm}
4126 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
4127 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
4128 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
4129 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
4130 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
4131 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
4132 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
4134 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
4135 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
4136 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
4137 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
4138 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
4140 Se però il file del programma, che ovviamente deve essere
4141 eseguibile,\footnote{anzi più precisamente un binario eseguibile: per motivi
4142 di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid} per gli script
4143 eseguibili.} ha il bit \acr{suid} impostato, il kernel assegnerà come
4144 \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del proprietario del file al
4145 posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere il bit \acr{sgid}
4146 impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del processo. É
4147 comunque possibile riconoscere questa situazione perché il cambiamento viene
4148 effettuato solo sugli identificativi del gruppo \textit{effective}, mentre
4149 quelli dei gruppi \textit{real} e \textit{saved} restano quelli dell'utente
4150 che ha eseguito il programma.
4152 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
4153 di usare programmi che richiedono privilegi speciali. L'esempio classico è il
4154 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
4155 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
4156 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
4157 il comando \cmd{passwd} appartiene in genere all'utente \textit{root} ma ha il
4158 bit \acr{suid} impostato, per cui quando viene lanciato da un utente normale
4159 ottiene comunque i privilegi di amministratore.
4161 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
4162 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
4163 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
4164 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
4165 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
4167 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
4168 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera ``\cmd{s}'' al posto della
4169 ``\cmd{x}'' in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa
4170 lettera ``\cmd{s}'' può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare
4171 questi bit. Infine questi bit possono essere controllati all'interno di
4172 \var{st\_mode} con l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e
4173 \const{S\_IGID}, i cui valori sono riportati in
4174 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
4176 Gli stessi bit vengono ad assumere un significato completamente diverso per le
4177 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
4178 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
4179 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
4182 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
4183 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
4184 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
4185 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
4186 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
4187 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4193 \itindbeg{sticky~bit}
4195 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
4196 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
4197 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
4198 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
4199 si poteva impostare questo bit.
4201 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
4202 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
4203 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
4204 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
4205 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
4206 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
4207 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
4208 ``\texttt{t}'' al posto della ``\texttt{x}'' nei permessi per gli altri.
4210 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
4211 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
4212 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
4213 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
4214 sostanzialmente inutile questo procedimento.
4216 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
4217 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
4218 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
4219 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
4220 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
4221 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
4224 \item l'utente è proprietario del file,
4225 \item l'utente è proprietario della directory,
4226 \item l'utente è l'amministratore.
4229 Un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
4230 cui permessi infatti di solito sono i seguenti:
4235 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
4238 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
4239 utente nel sistema può creare dei file in questa directory, che come
4240 suggerisce il nome è normalmente utilizzata per la creazione di file
4241 temporanei, ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
4242 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
4243 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
4245 \itindend{sticky~bit}
4249 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
4250 \label{sec:file_perm_management}
4252 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
4253 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
4254 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
4255 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
4256 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
4257 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
4258 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
4260 Per far questo si può usare la funzione di sistema \funcd{access}, il cui
4265 \fdecl{int access(const char *pathname, int mode)}
4266 \fdesc{Verifica i permessi di accesso.}
4269 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4270 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4272 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
4273 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
4274 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
4275 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
4276 un filesystem montato in sola lettura.
4277 \item[\errcode{ETXTBSY}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un
4278 eseguibile binario correntemente in esecuzione.
4280 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
4281 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
4282 significato generico.}
4285 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
4286 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
4287 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
4288 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
4289 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
4290 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
4291 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
4292 riferisca ad un collegamento simbolico, questo viene seguito ed il controllo è
4293 fatto sul file a cui esso fa riferimento.
4295 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso per \param{pathname},
4296 ma occorre poter risolvere quest'ultimo, e se non c'è il permesso di
4297 esecuzione per una qualunque delle sue componenti la funzione fallirà
4298 indipendentemente dai permessi del file. Si tenga presente poi che il fatto
4299 che una directory abbia permesso di scrittura non significa che vi si possa
4300 scrivere come fosse un file, e che se un file ha il permesso di esecuzione non
4301 è detto che sia eseguibile. La funzione ha successo solo se tutti i permessi
4302 controllati sono disponibili.
4307 \begin{tabular}{|c|l|}
4309 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
4312 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
4313 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
4314 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
4315 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
4318 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{mode} della funzione
4320 \label{tab:file_access_mode_val}
4323 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
4324 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
4325 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
4326 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file, ma eseguire
4327 questo controllo prima di aprire il file espone al rischio di una
4328 \itindex{race~condition} \textit{race condition} che apre ad un possibile
4329 \itindex{symlink~attack} \textit{symlink attack} fra il controllo e l'apertura
4330 del file. In questo caso è sempre opportuno usare invece la funzione
4331 \func{faccessat} che tratteremo insieme alle altre \itindex{at-functions}
4332 \textit{at-functions} in sez.~\ref{sec:file_openat}.
4334 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcm{euidaccess} e
4335 \funcm{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
4336 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
4337 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
4338 prototipo\footnote{in realtà \funcm{eaccess} è solo un sinonimo di
4339 \funcm{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
4340 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
4341 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
4344 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
4345 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
4346 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
4351 \fdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)}
4352 \fdesc{Cambia i permessi del file indicato da \param{path} al valore indicato
4354 \fdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)}
4355 \fdesc{Analoga alla precedente, ma usa il file descriptor \param{fd} per
4360 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4361 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4363 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4364 proprietario del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
4365 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
4367 ed inoltre per entrambe \errval{EIO}, per \func{chmod} \errval{EACCES},
4368 \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
4369 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchmod} \errval{EBADF} nel loro
4370 significato generico.}
4374 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
4375 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
4376 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
4382 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
4384 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
4387 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
4388 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
4389 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
4391 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
4392 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
4393 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
4394 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
4396 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
4397 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
4398 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
4399 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
4401 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
4402 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
4403 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
4404 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
4407 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
4408 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
4409 \label{tab:file_permission_const}
4412 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
4413 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}, e corrispondono agli stessi valori
4414 usati per \var{st\_mode} in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}. Il valore
4415 di \param{mode} può essere ottenuto combinando fra loro con un OR binario le
4416 costanti simboliche relative ai vari bit, o specificato direttamente, come per
4417 l'omonimo comando di shell, con un valore numerico (la shell lo vuole in
4418 ottale, dato che i bit dei permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si
4419 può calcolare direttamente usando lo schema di utilizzo dei bit illustrato in
4420 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4422 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
4423 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
4424 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
4425 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
4426 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
4428 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
4429 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
4430 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
4431 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
4432 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
4434 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
4435 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
4436 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
4437 in particolare accade che:
4439 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
4440 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
4441 viene automaticamente cancellato, senza notifica di errore, qualora sia
4442 stato indicato in \param{mode}.
4443 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
4444 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
4445 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
4446 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
4447 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
4448 automaticamente cancellato da \param{mode}, senza notifica di errore,
4449 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo;
4450 la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero.
4453 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
4454 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
4455 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
4456 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
4457 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
4458 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
4459 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
4460 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
4461 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
4462 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
4463 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
4465 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
4466 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
4467 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
4468 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
4469 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
4470 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
4471 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
4472 permessi non vengono indicati esplicitamente.
4476 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
4477 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
4478 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
4479 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
4480 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
4481 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
4482 \kstruct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera
4483 di bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
4484 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
4485 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
4486 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
4487 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
4488 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
4491 La funzione di sistema che permette di impostare il valore di questa maschera
4492 di controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
4496 \fdecl{mode\_t umask(mode\_t mask)}
4497 \fdesc{Imposta la maschera dei permessi.}
4500 {La funzione ritorna ritorna il precedente valore della maschera, non sono
4501 previste condizioni di errore.}
4504 La funzione imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato
4505 da \param{mask}, di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi. In
4506 genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che escluda
4507 preventivamente alcuni permessi, il caso più comune è eliminare il permesso di
4508 scrittura per il gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore
4509 per \param{mask} pari a $022$. In questo modo è possibile cancellare
4510 automaticamente i permessi non voluti. Di norma questo valore viene impostato
4511 una volta per tutte al login (a $022$ se non indicato altrimenti), e gli
4512 utenti non hanno motivi per modificarlo.
4517 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
4518 \label{sec:file_ownership_management}
4520 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
4521 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
4522 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
4523 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
4524 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
4525 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
4527 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
4528 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
4529 prevede due diverse possibilità:
4531 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} effettivo del
4533 \item che il \ids{GID} del file corrisponda al \ids{GID} della directory in
4537 In genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
4538 semantica BSD. Linux invece segue normalmente quella che viene chiamata
4539 semantica SVr4: di norma un nuovo file viene creato, seguendo la prima
4540 opzione, con il \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene
4541 creato ha il bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda
4542 opzione. L'adozione di questa semantica però può essere controllata,
4543 all'interno di alcuni filesystem,\footnote{con il kernel 2.6.25 questi erano
4544 \acr{ext2}, \acr{ext3}, \acr{ext4}, e XFS.} con l'uso dell'opzione di
4545 montaggio \texttt{grpid}, che se attivata fa passare all'uso della semantica
4548 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
4549 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
4550 partenza, in tutte le sotto-directory. La semantica SVr4 offre la possibilità
4551 di scegliere, ma per ottenere lo stesso risultato di coerenza che si ha con
4552 quella di BSD necessita che quando si creano nuove directory venga propagato
4553 il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento predefinito del comando
4554 \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che le varie distribuzioni
4555 assicurano che le sotto-directory create nella home di un utente restino
4556 sempre con il \ids{GID} del gruppo primario dello stesso.
4558 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4559 directory contenenti file condivisi da un gruppo di utenti in cui possono
4560 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4561 utenti vi creano appartengano allo gruppo stesso. Questo non risolve però
4562 completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4563 gruppo, in quanto di default i permessi assegnati al gruppo non sono
4564 sufficienti per un accesso in scrittura; in questo caso si deve aver cura di
4565 usare prima della creazione dei file un valore per \itindex{umask}
4566 \textit{umask} lasci il permesso di scrittura.\footnote{in tal caso si può
4567 assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$, anche se la
4568 soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default (vedi
4569 sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4571 Come avviene nel caso dei permessi esistono anche delle appropriate funzioni
4572 di sistema, \funcd{chown} \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di
4573 cambiare sia l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi
4579 \fdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4580 \fdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4581 \fdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4582 \fdesc{Cambiano proprietario e gruppo proprietario di un file.}
4585 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4586 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4588 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4589 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi.
4591 ed inoltre per tutte \errval{EROFS} e \errval{EIO}, per \func{chown}
4592 \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
4593 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fchown}
4594 \errval{EBADF} nel loro significato generico.}
4597 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4598 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}. Con Linux solo
4599 l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4600 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4601 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4602 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4603 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4604 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4605 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4606 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4608 La funzione \func{chown} segue i collegamenti simbolici, per operare
4609 direttamente su un collegamento simbolico si deve usare la funzione
4610 \func{lchown}.\footnote{fino alla versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non
4611 seguiva i collegamenti simbolici, da allora questo comportamento è stato
4612 assegnato alla funzione \func{lchown}, introdotta per l'occasione, ed è
4613 stata creata una nuova \textit{system call} per \func{chown} che seguisse i
4614 collegamenti simbolici.} La funzione \func{fchown} opera su un file aperto,
4615 essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX. Un'altra estensione
4616 rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come valore
4617 per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4619 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4620 privilegi di amministratore entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4621 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4622 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4623 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4624 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4625 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4628 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4629 \label{sec:file_riepilogo}
4631 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4632 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4633 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4634 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4635 fornire un quadro d'insieme.
4640 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4642 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4643 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4644 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4645 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4646 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4648 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4649 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4650 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4651 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4654 1&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce l'\ids{UID} effettivo dell'utente.\\
4655 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce il \ids{GID} effettivo del gruppo.\\
4656 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4657 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4658 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4659 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per l'utente.\\
4660 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per l'utente.\\
4661 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per l'utente.\\
4662 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo.\\
4663 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo.\\
4664 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo.\\
4665 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4666 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4667 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4670 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4671 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4672 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4673 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4674 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4676 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4677 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4678 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4679 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4682 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4683 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo ai nuovi file creati.\\
4684 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Solo il proprietario di un file può rimuoverlo.\\
4685 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per l'utente.\\
4686 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per l'utente.\\
4687 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per l'utente.\\
4688 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo.\\
4689 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo.\\
4690 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo.\\
4691 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4692 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4693 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4696 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4698 \label{tab:file_fileperm_bits}
4701 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4702 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4703 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4704 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4705 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4706 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4707 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4708 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4709 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4710 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4711 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4712 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4714 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i
4715 collegamenti simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di
4716 dispositivo hanno senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si
4717 riflettono sulla possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo
4720 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4721 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4722 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4723 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4724 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4725 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4728 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4729 \label{sec:file_dir_advances}
4731 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4732 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4733 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4734 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4737 \subsection{Gli attributi estesi}
4738 \label{sec:file_xattr}
4740 \itindbeg{Extended~Attributes}
4742 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4743 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4744 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4745 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4746 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4747 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4748 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4749 (quelli che abbiam chiamato genericamente \textsl{metadati}) che però non
4750 potevano trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4753 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4754 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4755 Attributes} che consente di associare delle informazioni ulteriori ai
4756 singoli file.\footnote{essi ad esempio vengono usati per le ACL, che
4757 tratteremo in sez.~\ref{sec:file_ACL} e le \itindex{file~capabilities}
4758 \textit{file capabilities}, che vedremo in
4759 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono
4760 altro che delle coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un
4761 oggetto sul filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente
4762 (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4764 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4765 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4766 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4767 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4768 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4769 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4770 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4771 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4772 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4773 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4774 l'atomicità di tutte le operazioni.
4776 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4777 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4778 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4779 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4781 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4782 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4783 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4784 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4785 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4786 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4787 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4788 all'interno di un singolo blocco, pertanto con dimensioni massime pari a
4789 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4790 in fase di creazione del filesystem, mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4791 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4792 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4793 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4794 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4795 gruppo proprietari del file.
4797 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4798 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4799 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4800 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4801 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4802 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4803 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4804 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4805 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4806 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4807 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4812 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4814 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4817 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4818 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4819 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4820 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4821 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4822 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4823 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4824 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4825 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4826 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4827 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4828 \textit{capabilities} (vedi
4829 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4830 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4831 utilizzati per poter realizzare in user space
4832 meccanismi che consentano di mantenere delle
4833 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4834 ai processi ordinari.\\
4835 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4836 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4837 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4838 file) accessibili dagli utenti.\\
4841 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4842 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4843 \label{tab:extended_attribute_class}
4847 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è di impiegarli per
4848 realizzare delle estensioni (come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL,
4849 \index{SELinux} SELinux, ecc.) al tradizionale meccanismo dei controlli di
4850 accesso di Unix, l'accesso ai loro valori viene regolato in maniera diversa a
4851 seconda sia della loro classe che di quali, fra le estensioni che li
4852 utilizzano, sono poste in uso. In particolare, per ciascuna delle classi
4853 riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti
4855 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4856 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4857 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4858 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4859 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4860 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4861 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4862 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4863 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4864 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4865 con privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4866 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4868 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4869 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4870 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4871 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4872 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4873 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4874 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4875 \textit{capability} \itindex{capabilities}
4876 \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale a dire una politica di accesso analoga a
4877 quella impiegata per gli ordinari permessi dei file.}
4879 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4880 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4881 privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4882 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4883 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4884 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4886 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4887 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4888 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4889 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4890 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4891 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4892 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4893 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4894 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4895 utenti, come i collegamenti simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo}
4896 file di dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di
4897 essi gli \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe
4898 inserirvi dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove
4899 questo comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio
4900 occupabile dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema
4901 riempiendo il disco.}
4903 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4904 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4905 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4906 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4907 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4908 lettura.} mentre per i collegamenti simbolici questi vengono semplicemente
4909 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4910 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4911 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4912 sensata di utilizzo degli stessi per collegamenti simbolici o
4913 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4914 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4915 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4916 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4917 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4918 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4919 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4920 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4921 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4922 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4923 privilegi amministrativi della capacità \itindex{capabilities}
4924 \const{CAP\_FOWNER}.
4927 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4928 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte della \acr{glibc}, e
4929 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4930 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4931 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4932 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4933 l'opzione \texttt{-lattr}.
4935 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni
4936 di sistema, \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che
4937 consentono rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a
4938 un collegamento simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi
4943 \fhead{attr/xattr.h}
4944 \fdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void *value,
4946 \fdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void *value,
4948 \fdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4950 \fdesc{Leggono il valore di un attributo esteso.}
4953 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione
4954 dell'attributo richiesto in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4955 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4957 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4958 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4959 filesystem o sono disabilitati.
4960 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4961 non è sufficiente per contenere il risultato.
4963 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
4964 stesso significato, ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
4965 permessi di accesso all'attributo.}
4968 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4969 un \textit{pathname} che indica il file di cui si vuole richiedere un
4970 attributo, la sola differenza è che la seconda, se il \textit{pathname} indica
4971 un collegamento simbolico, restituisce gli attributi di quest'ultimo e non
4972 quelli del file a cui esso fa riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende
4973 invece come primo argomento un numero di file descriptor, e richiede gli
4974 attributi del file ad esso associato.
4976 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4977 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4978 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4979 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4980 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4981 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4982 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4983 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4984 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4986 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4987 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4988 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4989 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4990 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4991 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4992 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4993 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4994 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4996 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4997 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4998 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4999 collegamento simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
5003 \fhead{attr/xattr.h}
5004 \fdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5005 size\_t size, int flags)}
5006 \fdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
5007 size\_t size, int flags)}
5008 \fdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value, size\_t
5010 \fdesc{Impostano il valore di un attributo esteso.}
5013 {Le funzioni ritornano un $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5014 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5016 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
5017 l'attributo esiste già.
5018 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
5019 l'attributo richiesto non esiste.
5020 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5021 filesystem o sono disabilitati.
5023 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5024 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5025 permessi di accesso all'attributo.}
5028 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
5029 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
5030 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
5031 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
5032 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
5033 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
5035 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
5036 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
5037 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
5038 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
5039 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
5040 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
5041 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
5042 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
5043 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
5044 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
5046 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
5047 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
5048 presenti; a questo provvedono le funzioni di sistema \funcd{listxattr},
5049 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
5053 \fhead{attr/xattr.h}
5054 \fdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5055 \fdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5056 \fdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
5057 \fdesc{Leggono la lista degli attributi estesi di un file.}
5060 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione della lista
5061 in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5064 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5065 filesystem o sono disabilitati.
5066 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5067 non è sufficiente per contenere il risultato.
5069 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5070 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5071 permessi di accesso all'attributo.}
5074 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
5075 di un file, un collegamento simbolico o specificando un file descriptor, da
5076 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
5077 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
5078 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
5080 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
5081 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
5082 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
5083 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
5084 dimensione totale della lista in byte.
5086 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
5087 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
5088 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
5089 usando per \param{size} un valore nullo.
5091 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
5092 un ultimo gruppo di funzioni di sistema: \funcd{removexattr},
5093 \funcd{lremovexattr} e \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
5097 \fhead{attr/xattr.h}
5098 \fdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
5099 \fdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
5100 \fdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
5101 \fdesc{Rimuovono un attributo esteso di un file.}
5104 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5105 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5107 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5108 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5109 filesystem o sono disabilitati.
5111 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5112 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5113 permessi di accesso all'attributo.}
5116 Le tre funzioni rimuovono un attributo esteso operando rispettivamente su di
5117 un file, su un collegamento simbolico o un file descriptor, che vengono
5118 specificati dal valore passato con il loro primo argomento. L'attributo da
5119 rimuovere deve essere anchein questo caso indicato con
5120 l'argomento \param{name} secondo le stesse modalità già illustrate in
5121 precedenza per le altre funzioni relative alla gestione degli attributi
5124 \itindend{Extended~Attributes}
5127 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
5128 \label{sec:file_ACL}
5130 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
5131 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
5133 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
5135 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
5136 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
5137 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
5138 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
5139 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
5140 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
5141 si può soddisfare in maniera semplice.}
5143 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
5144 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
5145 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
5146 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
5147 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
5148 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
5149 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
5151 Gli obiettivi del gruppo di lavoro erano però forse troppo ambizioni, e nel
5152 gennaio del 1998 i finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati
5153 alla definizione dello standard richiesto. Dato però che una parte della
5154 documentazione prodotta era di alta qualità venne deciso di rilasciare al
5155 pubblico la diciassettesima bozza del documento, quella che va sotto il nome
5156 di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17}, che è divenuta la base sulla quale si
5157 definiscono le cosiddette \textit{Posix ACL}.
5159 A differenza di altri sistemi, come ad esempio FreeBSD, nel caso di Linux si è
5160 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
5161 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
5162 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
5163 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
5164 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
5165 standard POSIX 1003.1e.
5167 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte della
5168 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
5169 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
5170 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
5171 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
5172 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
5173 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che le ACL
5174 devono essere attivate esplicitamente montando il filesystem\footnote{che deve
5175 supportarle, ma questo è ormai vero per praticamente tutti i filesystem più
5176 comuni, con l'eccezione di NFS per il quale esiste però un supporto
5177 sperimentale.} su cui le si vogliono utilizzare con l'opzione \texttt{acl}
5178 attiva. Dato che si tratta di una estensione è infatti opportuno utilizzarle
5179 soltanto laddove siano necessarie.
5181 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
5182 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
5183 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
5184 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
5185 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
5186 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
5187 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
5188 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
5189 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
5190 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
5191 la capacità \itindex{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
5196 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5198 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5201 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
5202 proprietario del file.\\
5203 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
5204 l'utente indicato dal rispettivo
5206 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
5207 gruppo proprietario del file.\\
5208 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
5209 il gruppo indicato dal rispettivo
5211 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
5212 permessi di accesso che possono essere garantiti
5213 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
5214 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
5215 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
5216 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
5219 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
5220 \label{tab:acl_tag_types}
5223 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
5224 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
5225 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5226 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
5227 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
5228 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
5231 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
5232 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
5233 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore.
5234 Ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
5235 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
5236 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi, è obbligatoria anche la
5237 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
5240 Una voce di tipo \const{ACL\_MASK} serve a mantenere la maschera dei permessi
5241 che possono essere assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER},
5242 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}. Se in una di queste voci si
5243 fosse specificato un permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo
5244 verrebbe ignorato. L'uso di una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare
5245 utilità quando essa associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in
5246 quanto i permessi così specificati verranno ereditati da tutti i file creati
5247 nella stessa directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask}
5248 \textit{umask} associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un
5251 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
5252 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
5253 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
5254 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5255 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
5256 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
5257 riflesso sui permessi ordinari dei file e viceversa.\footnote{per permessi
5258 ordinari si intende quelli mantenuti \itindex{inode} nell'\textit{inode},
5259 che devono restare dato che un filesystem può essere montato senza abilitare
5262 In realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5263 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
5264 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che è quanto avviene
5265 normalmente se non sono presenti ACL aggiuntive rispetto ai permessi
5266 ordinari.za Se invece questa è presente verranno tolti dai permessi di
5267 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} (cioè dai permessi per il gruppo proprietario del
5268 file) tutti quelli non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso
5269 comportamento a seconda delle condizioni è stato introdotto dalla
5270 standardizzazione \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il
5271 comportamento invariato sui sistemi dotati di ACL per tutte quelle
5272 applicazioni che sono conformi soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX
5275 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
5276 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
5277 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
5278 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
5279 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
5280 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
5281 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che andrà a contenerli.
5282 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
5283 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
5284 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
5285 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
5286 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
5287 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5288 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
5290 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
5291 file, essa diventerà automaticamente anche la ACL di accesso di quest'ultimo,
5292 a meno di non aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono,
5293 uno specifico valore per i permessi ordinari.\footnote{tutte le funzioni
5294 citate in precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un
5295 insieme di permessi iniziale.} In tal caso saranno eliminati dalle voci
5296 corrispondenti che deriverebbero dalla ACL di default, tutti i permessi non
5297 presenti in tale indicazione.
5299 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
5300 modifica introdotta nel sistema con la presenza della ACL è quella alle regole
5301 del controllo di accesso ai file che si sono illustrate in
5302 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Come nel caso ordinario per il controllo
5303 vengono sempre utilizzati gli identificatori del gruppo \textit{effective} del
5304 processo, ma in caso di presenza di una ACL sul file, i passi attraverso i
5305 quali viene stabilito se il processo ha il diritto di accesso sono i seguenti:
5307 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo (se cioè si è l'amministratore)
5308 l'accesso è sempre garantito senza nessun controllo.\footnote{più
5309 precisamente se si devono avere le \itindex{capabilities} capacità
5310 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} per i file e \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH} per
5311 le directory, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.}
5312 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
5314 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5315 l'accesso è consentito;
5316 \item altrimenti l'accesso è negato.
5318 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
5319 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
5321 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
5322 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5324 \item altrimenti l'accesso è negato.
5326 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5327 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
5329 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
5330 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
5331 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
5332 l'accesso è consentito;
5333 \item altrimenti l'accesso è negato.
5335 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5336 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
5337 \const{ACL\_GROUP} allora:
5339 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
5340 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5342 \item altrimenti l'accesso è negato.
5344 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5345 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
5348 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
5349 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
5350 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
5351 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
5352 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
5353 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
5355 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
5356 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
5357 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
5358 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
5359 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
5360 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
5361 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
5367 \fdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
5368 \fdesc{Inizializza un'area di lavoro per una ACL.}
5371 {La funzione ritorna un puntatore all'area di lavoro in caso di successo e
5372 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5374 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
5375 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
5380 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
5381 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
5382 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t} da usare in tutte le
5383 altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla allocazione
5384 iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota. Si tenga
5385 presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo opaco che
5386 identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla funzione non
5387 è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati richiesti;
5388 pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo e si dovrà
5389 confrontare il valore di ritorno della funzione con ``\code{(acl\_t) NULL}''.
5391 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
5392 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
5393 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
5398 \fdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
5399 \fdesc{Disalloca la memoria riservata per una ACL.}
5402 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5403 caso \var{errno} assumerà il valore \errcode{EINVAL} se \param{obj\_p} non è
5407 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
5408 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
5409 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
5410 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
5411 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
5412 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
5413 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
5414 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
5415 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
5416 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
5419 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
5420 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
5421 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
5426 \fdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
5427 \fdesc{Crea una copia di una ACL.}
5430 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo in
5431 caso di successo e \code{(acl\_t)NULL} per un errore, nel qual caso
5432 \var{errno} assumerà assumerà uno dei valori:
5434 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
5436 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
5442 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
5443 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
5444 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
5445 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
5446 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
5447 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
5448 memoria occupata dalla copia.
5450 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
5451 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
5452 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
5453 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
5458 \fdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
5459 \fdesc{Crea una ACL inizializzata con i permessi ordinari.}
5462 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5463 \code{(acl\_t)NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potra assumere
5464 solo il valore \errval{ENOMEM} nel suo significato generico.}
5468 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
5469 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
5470 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
5471 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
5472 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
5473 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
5475 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
5476 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
5477 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
5483 \fdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
5484 \fdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
5485 \fdesc{Ottiene i dati delle ACL di un file.}
5488 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5489 \code{(acl\_t)NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
5492 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5493 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
5496 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
5497 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
5498 un file per \func{acl\_get\_file}. }
5501 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
5502 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
5503 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un
5504 \textit{pathname} usando \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima
5505 funzione, che può richiedere anche la ACL relativa ad una directory, il
5506 secondo argomento \param{type} consente di specificare se si vuole ottenere la
5507 ACL di default o quella di accesso. Questo argomento deve essere di tipo
5508 \type{acl\_type\_t} e può assumere solo i due valori riportati in
5509 tab.~\ref{tab:acl_type}.
5514 \begin{tabular}{|l|l|}
5516 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5519 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
5520 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
5523 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
5524 \label{tab:acl_type}
5527 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
5528 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
5529 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
5530 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
5531 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
5532 verrà restituita una ACL vuota.
5534 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
5535 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
5540 \fdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
5541 \fdesc{Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.}
5544 {La funzione ritorna un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso di successo e
5545 \code{(acl\_t)NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno
5548 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5549 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
5550 \param{buf\_p} non è valida.
5553 nel loro significato generico.}
5556 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
5557 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
5558 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
5559 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
5560 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5561 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5563 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5564 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5565 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5566 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5567 per riga, nella forma:
5569 tipo:qualificatore:permessi
5571 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5572 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5573 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5574 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5575 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
5576 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
5577 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
5580 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5581 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5582 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5583 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5584 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5585 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5586 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5587 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5588 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5589 carattere ``\texttt{\#}''.
5591 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5592 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5593 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5594 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5595 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5597 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5598 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5599 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5604 \fdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5605 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5608 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5609 testuale della ACL in caso di successo e \var{NULL} per un errore, nel qual
5610 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5612 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5613 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5618 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5619 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5620 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5621 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5622 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5623 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5624 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5626 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5627 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5628 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5632 \fdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5633 separator, int options)}
5634 \fdesc{Produce la rappresentazione testuale di una ACL.}
5637 {La funzione ritorna il puntatore ad una stringa con la rappresentazione
5638 testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual
5639 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5641 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5642 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5647 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5648 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5649 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5650 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5652 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5653 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5654 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5655 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5656 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5657 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5658 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5663 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5665 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5668 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5669 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5670 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5671 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5672 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5673 viene generato un commento con i permessi
5674 effettivamente risultanti; il commento è
5675 separato con un tabulatore.\\
5676 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5677 effettivi per ciascuna voce che contiene
5678 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5679 anche quando questi non vengono modificati
5680 da essa; il commento è separato con un
5682 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5683 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5684 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5685 automaticamente il numero di spaziatori
5686 prima degli eventuali commenti in modo da
5687 mantenerli allineati.\\
5690 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5691 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5692 \label{tab:acl_to_text_options}
5695 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5696 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5697 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5698 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5699 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5700 bozza dello standard POSIX.1e.
5702 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5703 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5704 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5705 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5706 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5707 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5708 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5710 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5711 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5712 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5713 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5719 \fdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5720 \fdesc{Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.}
5723 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5724 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5725 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5727 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5733 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5734 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5735 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5736 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5737 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5738 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5740 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5741 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5746 \fdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5747 \fdesc{Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.}
5750 {La funzione ritorna la dimensione in byte della rappresentazione binaria
5751 della ACL in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso
5752 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5754 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5755 \param{size} è negativo o nullo.
5756 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5757 dimensione della rappresentazione della ACL.
5762 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5763 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5764 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5765 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5766 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5767 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5769 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5770 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5771 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5773 \headdecl{sys/types.h}
5774 \headdecl{sys/acl.h}
5776 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5778 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5780 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5781 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5782 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5784 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5785 una rappresentazione corretta di una ACL.
5786 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5787 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5793 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5794 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5795 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5796 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5797 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5800 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5801 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5802 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5803 directory, ed il cui prototipo è:
5805 \headdecl{sys/types.h}
5806 \headdecl{sys/acl.h}
5808 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5811 Imposta una ACL su un file o una directory.
5813 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5814 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5816 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5817 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5818 assegnato a \param{path}.
5819 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5820 ha in valore non corretto.
5821 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5822 dati aggiuntivi della ACL.
5823 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5824 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5826 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5827 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5831 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5832 alla directory indicate dal \textit{pathname} \param{path}, mentre
5833 con \param{type} si indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di
5834 tab.~\ref{tab:acl_type}, ma si tenga presente che le ACL di default possono
5835 essere solo impostate qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre
5836 perché la funzione abbia successo la ACL dovrà essere valida, e contenere
5837 tutti le voci necessarie, unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL
5838 vuota per cancellare la ACL di default associata a
5839 \param{path}.\footnote{questo però è una estensione della implementazione delle
5840 ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e prevedeva l'uso della apposita
5841 funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che prende come unico argomento il
5842 \textit{pathname} della directory di cui si vuole cancellare l'ACL di
5843 default, per i dettagli si ricorra alla pagina di manuale.} La seconda
5844 funzione che consente di impostare una ACL è \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo
5847 \headdecl{sys/types.h}
5848 \headdecl{sys/acl.h}
5850 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5852 Imposta una ACL su un file descriptor.
5854 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5855 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5857 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5858 ha in valore non corretto.
5859 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5860 dati aggiuntivi della ACL.
5861 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5862 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5864 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5868 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5869 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5870 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5871 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5872 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5873 descriptor, la ACL da impostare.
5875 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5876 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5877 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5878 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5879 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5880 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5881 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5882 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5885 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5886 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5887 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5888 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5889 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5890 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5891 singole voci successive alla prima.
5893 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5894 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5895 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5896 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5897 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5898 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5899 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5900 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5901 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5902 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5904 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5907 \subsection{La gestione delle quote disco}
5908 \label{sec:disk_quota}
5910 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5911 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5912 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5913 \itindex{inode} \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la
5914 funzionalità ha senso solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli
5915 utenti\footnote{in genere la si attiva sul filesystem che contiene le
5916 \textit{home} degli utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema
5917 che in genere appartengono all'amministratore.} essa deve essere
5918 esplicitamente richiesta; questo si fa tramite due distinte opzioni di
5919 montaggio, \texttt{usrquota} e \texttt{grpquota} che abilitano le quote
5920 rispettivamente per gli utenti e per i gruppi. Grazie a questo è possibile
5921 usare le limitazioni sulle quote solo sugli utenti o solo sui gruppi.
5923 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5924 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5925 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5926 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5927 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5928 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5929 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5930 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5931 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5933 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5934 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5935 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5936 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5937 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5938 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5939 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5940 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5941 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5942 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5943 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5944 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5945 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5946 verificare e aggiornare i dati.
5948 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5949 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5950 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5951 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5952 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5953 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5954 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5955 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \itindex{inode}
5956 \textit{inode}) e devono pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5958 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5959 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5961 \headdecl{sys/types.h}
5962 \headdecl{sys/quota.h}
5964 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5966 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5968 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5969 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5971 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5972 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5974 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5975 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5976 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5977 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5978 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5979 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5980 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5982 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5984 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5985 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5986 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5987 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5988 filesystem senza quote attivate.
5993 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5994 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5995 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5996 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5997 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5998 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5999 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
6002 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
6003 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
6004 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
6006 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
6007 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
6009 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
6010 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
6011 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
6018 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6020 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
6023 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
6024 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
6025 in \param{addr} il \textit{pathname} al file che
6026 mantiene le quote, che deve esistere, e \param{id}
6027 deve indicare la versione del formato con uno dei
6028 valori di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format};
6029 l'operazione richiede i privilegi di
6031 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
6032 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
6033 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
6034 richiede i privilegi di amministratore.\\
6035 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
6036 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
6037 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
6038 i privilegi di amministratore per leggere i dati
6039 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
6040 parte, il risultato viene restituito in una struttura
6041 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
6043 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
6044 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
6045 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
6046 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
6047 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
6048 di amministratore.\\
6049 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
6050 time}) delle quote del filesystem indicato
6051 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
6052 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
6053 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
6054 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
6055 struttura \struct{dqinfo} puntata
6056 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
6057 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
6058 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
6059 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
6060 delle quote attualmente in uso sul filesystem
6061 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
6062 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
6063 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
6064 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
6065 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
6066 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
6067 filesystem con quote attive, \param{id}
6068 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
6069 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
6070 relative al sistema delle quote per il filesystem
6071 indicato da \param{dev}, richiede che si
6072 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
6073 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
6074 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
6075 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
6076 più recenti, che espongono la stessa informazione
6077 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
6081 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
6083 \label{tab:quotactl_commands}
6087 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
6088 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
6089 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
6090 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
6091 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
6092 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
6093 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
6094 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
6095 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
6100 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6102 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
6105 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
6106 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
6107 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6108 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
6109 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
6110 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6111 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
6114 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
6115 \label{tab:quotactl_id_format}
6118 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
6119 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
6120 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
6121 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
6122 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
6123 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
6124 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
6127 \begin{figure}[!htb]
6128 \footnotesize \centering
6129 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6130 \includestruct{listati/dqblk.h}
6133 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
6134 \label{fig:dqblk_struct}
6137 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
6138 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
6139 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
6140 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
6141 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
6142 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
6143 di spazio e \itindex{inode} \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si
6144 sia superato un \textit{soft limit}.
6149 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6151 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6154 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
6155 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
6156 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
6157 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
6158 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
6159 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \itindex{inode} \textit{inode}
6160 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
6161 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
6162 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
6163 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
6164 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
6165 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
6166 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
6167 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
6168 \itindex{inode} \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
6169 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
6170 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
6171 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
6172 \const{QIF\_INODES}.\\
6173 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
6174 \const{QIF\_ITIME}.\\
6175 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6178 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
6179 \label{tab:quotactl_qif_const}
6183 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
6184 delle risorse (blocchi o \itindex{inode} \textit{inode});\footnote{non è
6185 possibile modificare soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft})
6186 occorre sempre rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un
6187 campo apposito, \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono
6188 gli altri campi che devono essere considerati validi. Questo campo è una
6189 maschera binaria che deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle
6190 apposite costanti di tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il
6191 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6193 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
6194 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
6195 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
6196 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
6197 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
6198 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
6199 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
6200 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
6201 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
6202 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
6203 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
6204 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
6206 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
6207 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
6208 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
6209 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
6210 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
6211 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
6212 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
6213 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
6214 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
6216 \begin{figure}[!htb]
6217 \footnotesize \centering
6218 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6219 \includestruct{listati/dqinfo.h}
6222 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
6223 \label{fig:dqinfo_struct}
6226 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
6227 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
6228 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
6229 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
6230 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6235 \begin{tabular}{|l|l|}
6237 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6240 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
6241 (\val{dqi\_bgrace}).\\
6242 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
6243 \itindex{inode} (\val{dqi\_igrace}).\\
6244 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
6245 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6248 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
6249 \label{tab:quotactl_iif_const}
6252 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
6253 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
6254 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
6255 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
6256 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
6258 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
6259 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
6260 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
6261 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
6262 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
6263 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
6264 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
6265 \textit{Repository}.}
6267 \begin{figure}[!htbp]
6268 \footnotesize \centering
6269 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6270 \includecodesample{listati/get_quota.c}
6272 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
6273 \label{fig:get_quota}
6276 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
6277 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
6278 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
6279 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
6280 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
6281 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
6283 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
6284 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
6285 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
6286 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
6287 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
6288 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
6289 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
6290 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
6291 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
6292 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
6294 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
6295 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
6296 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
6297 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
6298 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli \itindex{inode}
6299 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
6300 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
6302 \begin{figure}[!htbp]
6303 \footnotesize \centering
6304 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6305 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
6307 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
6308 \label{fig:set_block_quota}
6311 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
6312 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
6313 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
6314 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
6315 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
6316 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
6317 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
6318 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
6320 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
6321 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
6322 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
6323 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
6324 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
6325 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
6328 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
6329 \label{sec:proc_capabilities}
6331 \itindbeg{capabilities}
6333 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
6334 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
6335 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
6336 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
6337 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
6338 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
6339 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
6340 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
6341 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
6342 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
6343 la marcatura di immutabilità.}
6345 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
6346 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
6347 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
6348 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
6349 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
6350 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
6351 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
6353 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
6354 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
6355 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
6356 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
6357 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
6358 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
6359 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
6360 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
6362 \itindbeg{file~capabilities}
6364 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
6365 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
6366 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
6367 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
6368 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
6369 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
6370 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
6371 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
6372 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
6373 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
6374 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
6377 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
6378 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
6379 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
6380 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
6381 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
6382 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
6383 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
6384 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
6385 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
6386 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
6387 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
6388 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
6389 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
6391 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
6392 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
6393 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
6394 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
6395 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
6396 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
6397 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
6398 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
6399 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
6400 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
6401 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
6402 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
6403 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
6404 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
6406 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
6407 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
6408 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
6409 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
6410 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
6411 \textit{file capabilities} è il seguente:
6412 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
6413 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6414 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
6415 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
6416 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
6417 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
6418 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
6419 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
6421 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6422 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
6423 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
6424 chiamata ad \func{exec}.
6425 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6426 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
6427 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
6428 compiute dal processo.
6429 \label{sec:capabilities_set}
6432 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
6433 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
6434 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
6435 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
6436 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
6437 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
6438 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
6439 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
6440 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
6441 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
6442 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
6443 loro significato è diverso:
6444 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
6445 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
6446 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
6447 capacità \textsl{permesse} del processo.
6448 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
6449 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
6450 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
6451 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
6453 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
6454 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
6455 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
6456 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
6457 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
6460 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
6462 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
6463 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
6464 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
6465 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
6466 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
6467 casistica assai complessa.
6469 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
6470 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
6471 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
6472 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
6473 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
6474 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
6475 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
6476 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
6477 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
6478 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
6479 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
6480 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
6482 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
6483 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
6484 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
6485 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
6486 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
6487 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
6488 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
6489 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
6490 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
6491 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
6494 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
6495 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
6496 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
6497 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
6498 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
6499 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
6501 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
6502 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
6503 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
6504 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
6505 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
6506 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
6507 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
6508 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
6509 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
6511 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
6512 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
6513 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
6514 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
6515 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
6516 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
6517 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
6519 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
6520 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
6521 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
6522 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
6523 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
6524 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
6525 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
6526 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
6527 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
6528 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
6529 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
6531 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
6532 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
6533 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
6534 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
6535 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
6536 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
6537 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
6538 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
6539 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
6540 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
6541 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
6542 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
6543 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
6544 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
6547 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
6548 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
6549 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
6550 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
6551 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
6552 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
6553 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
6554 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
6555 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
6556 attraverso una \func{exec}.
6558 \begin{figure}[!htbp]
6559 \footnotesize \centering
6560 \begin{minipage}[c]{12cm}
6561 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
6563 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
6565 \label{fig:cap_across_exec}
6568 \itindend{capabilities~bounding~set}
6570 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
6571 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
6572 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
6573 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
6574 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
6575 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
6576 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
6577 privilegi originali dal processo.
6579 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
6580 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
6581 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
6582 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
6583 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
6584 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
6585 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
6586 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
6588 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
6589 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6590 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6591 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6592 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6593 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6594 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6597 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6598 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6599 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6600 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6601 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6602 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6603 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6604 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6605 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6606 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6607 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6608 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6609 \textit{permitted set}.
6610 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6611 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6612 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6613 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6614 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6615 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6616 set} che l'\textit{effective set}.
6618 \label{sec:capability-uid-transition}
6620 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6621 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6622 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6623 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6624 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6625 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6626 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6627 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6629 \itindbeg{securebits}
6631 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6632 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6633 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6634 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6635 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6636 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6637 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6638 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6643 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6645 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6648 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6649 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6650 \ids{UID} passano ad un valore non
6651 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6652 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6653 elenco), sostituisce il precedente uso
6654 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6656 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6657 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6658 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6659 dei gruppi \textit{effective} e
6660 \textit{file system} (regole di compatibilità
6661 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6662 precedente elenco).\\
6663 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6664 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6665 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6666 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6667 all'amministratore (regola di compatibilità
6668 per l'esecuzione di programmi senza
6669 \textit{capabilities}).\\
6672 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6673 \textit{securebits}.}
6674 \label{tab:securebits_values}
6677 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6678 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6679 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6680 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6681 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6682 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6683 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6684 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6685 \const{SECURE\_NOROOT}.
6687 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6688 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6689 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6690 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6691 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6692 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6693 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6694 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6695 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6697 \itindend{securebits}
6699 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6700 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6701 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6702 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6703 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6704 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6705 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6706 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6707 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6709 \itindend{file~capabilities}
6712 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6713 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6715 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6716 % http://lwn.net/Articles/280279/
6717 % http://lwn.net/Articles/256519/
6718 % http://lwn.net/Articles/211883/
6721 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6722 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6723 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6724 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6725 capabilities}) e dalle definizioni in
6726 \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato al kernel 2.6.26.} la
6727 tabella è divisa in due parti, la prima riporta le \textit{capabilities}
6728 previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la seconda quelle
6729 specifiche di Linux. Come si può notare dalla tabella alcune
6730 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
6731 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
6732 opportuno dettagliare maggiormente.
6734 \begin{table}[!h!btp]
6737 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6739 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6743 % POSIX-draft defined capabilities.
6745 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6746 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6747 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6748 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6749 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6750 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6751 proprietario di un file (vedi
6752 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6753 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6754 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6755 file,\footnotemark (vedi
6756 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6757 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6758 permessi di lettura ed esecuzione per
6760 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6761 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6762 proprietà di un file per tutte
6763 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6764 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6765 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6766 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6767 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6768 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6769 per i quali sono impostati viene modificato da
6770 un processo senza questa capacità e la capacità
6771 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6772 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6774 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6775 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6776 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6777 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6778 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6780 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6781 processi, sia il principale che i supplementari,
6782 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6783 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6784 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6785 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6786 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6787 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6788 delle credenziali coi socket \textit{unix
6789 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6791 % Linux specific capabilities
6794 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6795 locking} \itindex{memory~locking} con le
6796 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6797 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6798 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6799 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6800 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6801 per le operazioni sugli oggetti di
6802 intercomunicazione fra processi (vedi
6803 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6804 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6805 \itindex{file~lease} (vedi
6806 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6807 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6809 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6810 attributi \textit{immutable} e
6811 \itindex{append~mode} \textit{append-only} (vedi
6812 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) se
6814 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6815 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6816 con \func{mknod} (vedi
6817 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6818 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6819 privilegiate sulla rete.\\
6820 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6821 su porte riservate (vedi
6822 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6823 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6824 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6825 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6826 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6827 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6828 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6829 \textit{capabilities}.\\
6830 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6832 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6833 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6834 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6835 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6836 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6837 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6838 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6839 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6840 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6842 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6843 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6844 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6845 \textit{accounting} dei processi (vedi
6846 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6847 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6849 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6850 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6851 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6852 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6853 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6855 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6856 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6857 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6858 della console, con la funzione
6860 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6861 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6862 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6863 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6864 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6865 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6866 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6867 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6870 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6872 \label{tab:proc_capabilities}
6875 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6876 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6877 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6880 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6881 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6882 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6883 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6884 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6885 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6886 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6887 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6888 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6889 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6892 Con l'introduzione \itindex{file~capabilities} \textit{file capabilities} e
6893 il cambiamento del significato del \textit{capabilities bounding set} la
6894 possibilità di modificare le capacità di altri processi è stata completamente
6895 rimossa, e \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere
6896 il suo significato originario, e cioè la capacità del processo di poter
6897 inserire nel suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel
6898 \textit{bounding set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP}
6899 consente ad un processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding
6900 set} (con la conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con
6901 quella capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle
6902 \textit{capabilities}.
6904 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6905 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6906 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6907 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6908 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6909 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6910 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6911 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6912 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6913 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6914 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6915 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6916 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6917 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6919 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6920 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6921 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6922 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6923 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6924 tabella di instradamento.
6926 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6927 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6928 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6929 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6930 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}), effettuare operazioni di controllo su
6931 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6932 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6933 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario nella
6934 trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6935 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6936 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6937 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6938 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6939 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6940 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6941 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6942 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6943 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6945 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6946 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6947 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6948 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6949 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6950 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6951 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6952 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6953 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6954 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6956 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6957 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6958 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6959 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6960 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6961 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6962 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6963 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6965 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6966 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6967 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6968 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6969 loro rispettivi prototipi sono:
6971 \headdecl{sys/capability.h}
6973 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6974 Legge le \textit{capabilities}.
6976 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6978 Imposta le \textit{capabilities}.
6981 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6982 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6984 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6985 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6986 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6987 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6988 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6989 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6990 \const{CAP\_SETPCAP}.
6992 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6996 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6997 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6998 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6999 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
7000 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
7001 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
7002 \headfile{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
7003 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
7006 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
7007 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
7008 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
7009 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
7010 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
7011 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
7012 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
7013 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
7014 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
7016 \begin{figure}[!htb]
7019 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
7020 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
7023 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
7024 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
7025 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
7026 \label{fig:cap_kernel_struct}
7029 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
7030 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
7031 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
7032 le \itindex{file~capabilities} \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o
7033 PID del processo chiamante, che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve
7034 essere impostato al valore della versione delle stesse usata dal kernel
7035 (quello indicato da una delle costanti
7036 \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct})
7037 altrimenti le funzioni ritorneranno con un errore di \errcode{EINVAL},
7038 restituendo nel campo stesso il valore corretto della versione in uso. La
7039 versione due è comunque deprecata e non deve essere usata (il kernel stamperà
7040 un avviso). I valori delle \textit{capabilities} devono essere passati come
7041 maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che i valori di
7042 tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati direttamente,
7043 indicando il numero progressivo del bit associato alla relativa capacità.}
7044 con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit inoltre il
7045 puntatore \param{datap} non può essere più considerato come relativo ad una
7046 singola struttura, ma ad un vettore di due strutture.\footnote{è questo cambio
7047 di significato che ha portato a deprecare la versione 2, che con
7048 \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow per vecchie applicazioni
7049 che continuavano a considerare \param{datap} come puntatore ad una singola
7052 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
7053 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
7054 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
7055 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
7056 dello standard POSIX.1e, non fanno parte della \acr{glibc} e sono fornite in
7057 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
7058 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
7059 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
7060 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
7062 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
7063 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
7064 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
7065 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
7066 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
7067 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
7068 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
7069 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
7070 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
7071 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
7072 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
7075 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
7076 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
7077 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
7079 \headdecl{sys/capability.h}
7081 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
7082 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
7084 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
7085 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
7086 valore \errval{ENOMEM}.
7090 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
7091 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
7092 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
7093 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
7094 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
7095 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
7096 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
7099 \headdecl{sys/capability.h}
7101 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
7102 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
7104 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7105 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7109 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
7110 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
7111 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
7112 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
7113 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
7114 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
7115 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
7116 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
7117 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
7119 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
7120 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
7122 \headdecl{sys/capability.h}
7124 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
7125 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
7127 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
7128 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
7129 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
7133 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
7134 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
7135 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
7136 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
7137 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
7138 potranno essere modificati in maniera completamente
7139 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
7140 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
7142 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
7143 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
7144 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
7146 \headdecl{sys/capability.h}
7148 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
7149 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
7150 \textit{capabilities}.
7152 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7153 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7157 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
7158 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
7159 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
7160 creazione con \func{cap\_init}.
7165 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
7167 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
7170 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
7171 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
7172 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
7175 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
7176 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
7177 \label{tab:cap_set_identifier}
7180 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
7181 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
7182 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
7185 \headdecl{sys/capability.h}
7187 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
7189 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
7190 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
7192 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7193 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
7196 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
7197 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
7198 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
7199 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
7200 definizione che si trova in \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori
7201 illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
7203 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
7204 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
7207 \headdecl{sys/capability.h}
7208 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
7210 Confronta due \textit{capability state}.
7212 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
7213 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
7216 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
7217 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
7218 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
7219 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
7220 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
7221 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
7223 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
7224 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
7227 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
7228 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
7229 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
7230 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
7231 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
7233 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
7234 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
7235 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
7236 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
7237 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
7239 \headdecl{sys/capability.h}
7241 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
7242 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
7243 Legge il valore di una \textit{capability}.
7245 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
7246 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
7247 Imposta il valore di una \textit{capability}.
7249 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7250 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7254 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
7255 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
7256 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
7257 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
7259 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
7260 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
7261 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
7262 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
7263 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
7264 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
7265 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
7266 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
7267 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
7269 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
7270 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
7271 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
7272 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
7277 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
7279 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
7282 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
7283 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
7286 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
7287 indica lo stato di una capacità.}
7288 \label{tab:cap_value_type}
7291 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
7292 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
7293 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
7294 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
7295 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
7296 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
7297 lo stato di una capacità alla volta.
7299 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
7300 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
7301 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
7302 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
7303 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
7304 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
7305 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
7306 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
7308 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
7309 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
7310 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
7311 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
7312 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
7313 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
7315 \headdecl{sys/capability.h}
7317 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
7319 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
7321 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
7322 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
7323 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
7328 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
7329 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
7330 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
7331 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
7332 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
7333 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
7335 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
7336 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
7337 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
7338 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
7339 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
7340 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
7342 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
7343 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
7344 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
7345 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
7346 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
7347 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
7348 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
7349 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
7350 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
7352 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
7353 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
7354 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
7355 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
7356 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
7357 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
7358 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
7359 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
7361 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
7362 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
7363 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
7364 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
7365 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
7366 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
7367 doverlo scrivere esplicitamente.
7369 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
7370 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
7371 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
7372 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
7373 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
7374 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
7375 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
7376 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
7377 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
7378 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
7379 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
7380 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
7383 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
7384 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
7387 \headdecl{sys/capability.h}
7389 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
7391 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
7393 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
7394 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
7395 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
7398 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
7399 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
7400 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
7401 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
7402 con \func{cap\_free}.
7404 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
7405 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
7406 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
7407 \funcd{cap\_to\_name} e \funcd{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
7408 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
7410 \headdecl{sys/capability.h}
7412 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
7413 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
7414 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
7415 testuale e viceversa.
7417 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
7418 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
7419 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
7420 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
7424 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
7425 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
7426 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
7427 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
7428 stringa \param{name}.
7430 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
7431 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
7432 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
7433 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
7434 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
7435 processo corrente, il suo prototipo è:
7437 \headdecl{sys/capability.h}
7439 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
7440 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
7442 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
7443 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
7444 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
7447 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
7448 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
7449 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
7450 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
7451 non sarà più utilizzato.
7453 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
7454 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
7455 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
7456 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
7457 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
7458 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
7460 \headdecl{sys/capability.h}
7462 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
7463 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
7465 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7466 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
7467 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
7470 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
7472 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
7473 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
7474 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
7475 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
7476 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
7477 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
7478 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
7479 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
7483 CapInh: 0000000000000000
7484 CapPrm: 00000000fffffeff
7485 CapEff: 00000000fffffeff
7489 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
7490 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
7491 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
7494 \headdecl{sys/capability.h}
7496 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
7497 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
7499 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7500 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
7501 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
7505 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
7506 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
7507 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
7508 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
7509 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
7510 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
7511 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
7512 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
7513 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
7514 (neanche per le parti eventualmente permesse).
7516 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
7517 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
7518 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
7519 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
7520 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
7521 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
7522 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
7524 \begin{figure}[!htbp]
7525 \footnotesize \centering
7526 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
7527 \includecodesample{listati/getcap.c}
7530 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
7531 \label{fig:proc_getcap}
7534 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
7535 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
7536 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
7537 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
7538 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
7539 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
7540 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
7541 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
7542 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
7545 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
7546 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
7547 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
7548 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
7551 \itindend{capabilities}
7553 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
7554 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
7558 \subsection{La gestione dei {chroot}}
7559 \label{sec:file_chroot}
7561 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
7562 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
7564 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
7565 % e le funzionalità di isolamento dei container
7567 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
7568 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
7569 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
7572 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
7574 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
7575 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro, ha anche una directory
7576 \textsl{radice}\footnote{entrambe sono contenute in due campi (rispettivamente
7577 \var{pwd} e \var{root}) di \kstruct{fs\_struct}; vedi
7578 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo di norma corrispondente
7579 alla radice dell'albero di file e directory come visto dal kernel (ed
7580 illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo il significato
7581 specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
7582 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
7583 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
7584 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
7585 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
7586 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
7587 cambiando questa directory, così come si fa coi
7588 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la
7589 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro.
7591 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
7592 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
7593 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
7594 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
7595 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
7597 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
7598 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7599 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7600 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7601 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7604 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7605 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7607 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7609 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7610 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7611 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7613 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7614 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7615 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7616 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7617 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7618 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7619 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7620 \textsl{imprigionato}.
7622 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7623 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7624 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7625 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7628 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7629 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7630 resta con \index{directory~di~lavoro} la directory di lavoro fuori dalla
7631 \textit{chroot jail}, potrà comunque accedere a tutto il resto del filesystem
7632 usando \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
7633 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
7634 potranno (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva
7637 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7638 portare la sua \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro fuori dalla
7639 \textit{chroot jail} in cui si trova. Basta infatti creare una nuova
7640 \textit{chroot jail} con l'uso di \func{chroot} su una qualunque directory
7641 contenuta nell'attuale directory di lavoro. Per questo motivo l'uso di questa
7642 funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei privilegi di root
7643 per le sue normali operazioni.
7645 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7646 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7647 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7648 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7649 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7650 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7654 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7655 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7657 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7658 % parte diversa se è il caso.
7660 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7661 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7662 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7663 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7664 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7665 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7666 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7667 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7668 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7669 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7670 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7671 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7672 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7673 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7674 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7675 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7676 % LocalWords: strcmp direntry while current working home shell pwd get stddef
7677 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7678 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7679 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7680 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7681 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7682 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7683 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7684 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7685 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7686 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7687 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7688 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7689 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7690 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7691 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7692 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7693 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7694 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7695 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7696 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7697 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7698 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7699 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7700 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7701 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7702 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7703 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7704 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7705 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7706 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7707 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7708 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7709 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7710 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7711 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7712 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7713 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7714 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7715 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7716 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7717 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7718 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7719 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7720 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7721 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll ln
7722 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img du
7723 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7724 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7725 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7726 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7727 % LocalWords: bind DIRSYNC lsattr Hierarchy FHS SHARED UNBINDABLE shared REC
7728 % LocalWords: subtree SILENT log unbindable BUSY EAGAIN EXPIRE DETACH NOFOLLOW
7729 % LocalWords: lazy encfs sshfs setfsent getfsent getfsfile getfsspec endfsent
7730 % LocalWords: setmntent getmntent addmntent endmntent hasmntopt such offsetof
7731 % LocalWords: member scan attack EOVERFLOW BITS blkcnt rdev FDCWD functions
7733 %%% Local Variables:
7735 %%% TeX-master: "gapil"