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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
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 ``\textit{symlink attack}'' dove nell'intervallo fra la generazione
2857 di un nome e l'accesso allo stesso, viene creato un collegamento simbolico con
2858 quel nome verso un file diverso, ottenendo, se il programma sotto attacco ne
2859 ha la capacità, un accesso privilegiato.
2861 La \acr{glibc} provvede varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2862 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2863 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2864 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2865 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2869 \fdecl{char *tmpnam(char *string)}
2870 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2872 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
2873 e \val{NULL} in caso di fallimento, non sono definiti errori.}
2876 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2877 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2878 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2879 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2880 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2881 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2882 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2883 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2884 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2885 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2886 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2887 \headfile{stdio.h}.}
2889 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2890 \funcm{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2891 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2892 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2896 \fdecl{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2897 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2899 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome in caso di successo
2900 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il
2901 valore \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2904 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2905 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2906 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2907 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2908 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2909 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2911 \item La variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2912 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2913 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2914 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2915 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2916 \item la directory \file{/tmp}.
2919 In ogni caso, anche se con queste funzioni la generazione del nome è casuale,
2920 ed è molto difficile ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro
2921 processo non possa avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del
2922 file, un altro file o un collegamento simbolico con lo stesso nome. Per questo
2923 motivo quando si usa il nome ottenuto da una di queste funzioni occorre sempre
2924 assicurarsi che non si stia usando un collegamento simbolico e aprire il nuovo
2925 file in modalità di esclusione (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file
2926 descriptor o con il flag \code{x} per gli \textit{stream}) che fa fallire
2927 l'apertura in caso il file sia già esistente. Essendo disponibili alternative
2928 migliori l'uso di queste funzioni è deprecato.
2930 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2931 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2932 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2936 \fdecl{FILE *tmpfile(void)}
2937 \fdesc{Apre un file temporaneo in lettura/scrittura.}
2939 {La funzione ritorna il puntatore allo \textit{stream} associato al file
2940 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso
2941 \var{errno} assumerà uno dei valori:
2943 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2944 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2946 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2947 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES} nel loro significato
2952 La funzione restituisce direttamente uno \textit{stream} già aperto (in
2953 modalità \code{w+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso,
2954 che viene automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal
2955 programma. Lo standard non specifica in quale directory verrà aperto il file,
2956 ma la \acr{glibc} prima tenta con \const{P\_tmpdir} e poi con
2957 \file{/tmp}. Questa funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non
2958 soffre di problemi di \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2960 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2961 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2962 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2963 conclusa da 6 caratteri ``\texttt{X}'' che verranno sostituiti da un codice
2964 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2969 \fdecl{char *mktemp(char *template)}
2970 \fdesc{Genera un nome univoco per un file temporaneo.}
2972 {La funzione ritorna il puntatore a \param{template} in caso di successo e
2973 \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2975 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2979 La funzione genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2980 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2981 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2982 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2983 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2984 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2985 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2986 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2987 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2990 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2991 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2996 \fdecl{int mkstemp(char *template)}
2997 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3000 {La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3002 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3004 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3005 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
3006 contenuto di \param{template} è indefinito.
3011 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
3012 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
3013 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
3014 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
3015 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
3016 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
3017 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
3018 partire dalla \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti della \acr{glibc} e
3019 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
3020 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
3021 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
3022 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
3023 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
3024 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
3028 \fdecl{int mkostemp(char *template, int flags)}
3029 \fdesc{Apre un file temporaneo.}
3031 {La funzione ritorna un file descriptor in caso di successo e $-1$ per un
3032 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3035 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
3036 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
3037 nell'apertura del file.
3040 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
3041 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
3042 funzione è stata introdotta nella \acr{glibc} a partire dalla versione
3043 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
3047 \fdecl{char *mkdtemp(char *template)}
3048 \fdesc{Crea una directory temporanea.}
3050 {La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso di successo
3051 e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
3054 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
3056 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
3059 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
3060 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
3061 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
3062 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
3063 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
3069 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
3070 \label{sec:file_infos}
3072 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
3073 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
3074 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
3075 nell'\textit{inode}. Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere
3076 tutte queste informazioni usando la funzione \func{stat}, che permette
3077 l'accesso a tutti i dati memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode};
3078 esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare tutte queste
3079 informazioni, eccetto quelle che riguardano la gestione del controllo di
3080 accesso, trattate in in sez.~\ref{sec:file_access_control}.
3083 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
3084 \label{sec:file_stat}
3086 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
3087 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
3088 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
3089 funzioni di sistema \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui
3096 \fdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3097 \fdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
3098 \fdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
3099 \fdesc{Leggono le informazioni di un file.}
3101 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3102 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3104 \item[\errcode{EOVERFLOW}] il file ha una dimensione che non può essere
3105 rappresentata nel tipo \type{off\_t} (può avvenire solo in caso di
3106 programmi compilati su piattaforme a 32 bit senza le estensioni
3107 (\texttt{-D \_FILE\_OFFSET\_BITS=64}) per file a 64 bit).
3109 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{ENOMEM}, per \func{stat} e
3110 \func{lstat} anche \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
3111 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, per \func{fstat} anche \errval{EBADF},
3112 nel loro significato generico.}
3115 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file indicato
3116 da \param{file\_name} e le inserisce nel buffer puntato
3117 dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica a \func{stat}
3118 eccetto che se \param{file\_name} è un collegamento simbolico vengono lette le
3119 informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento. Infine
3120 \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già aperto, specificato
3121 tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
3123 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
3124 \headfile{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
3125 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
3126 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}. In realtà la definizione
3127 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
3128 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
3129 sez.~\ref{sec:file_file_times}).
3131 \begin{figure}[!htb]
3134 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3135 \includestruct{listati/stat.h}
3138 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
3140 \label{fig:file_stat_struct}
3143 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
3144 primitivi del sistema, di quelli definiti in
3145 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h},
3146 con l'eccezione di \type{blksize\_t} e \type{blkcnt\_t} che sono nuovi tipi
3147 introdotti per rendersi indipendenti dalla piattaforma.
3149 Benché la descrizione dei commenti di fig.~\ref{fig:file_stat_struct} sia
3150 abbastanza chiara, vale la pena illustrare maggiormente il significato dei
3151 campi di \structd{stat} su cui non torneremo in maggior dettaglio nel resto di
3155 \item Il campo \var{st\_nlink} contiene il numero di \textit{hard link} che
3156 fanno riferimento al file (il cosiddetto \textit{link count}) di cui abbiamo
3157 già parlato in numerose occasioni.
3159 \item Il campo \var{st\_ino} contiene il numero di \itindex{inode}
3160 \textit{inode} del file, quello viene usato all'interno del filesystem per
3161 identificarlo e che può essere usato da un programma per determinare se due
3162 \textit{pathname} fanno riferimento allo stesso file.
3164 \item Il campo \var{st\_dev} contiene il numero del dispositivo su cui risiede
3165 il file (o meglio il suo filesystem). Si tratta dello stesso numero che si
3166 usa con \func{mknod} e che può essere decomposto in \itindex{major~number}
3167 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} con le
3168 macro \macro{major} e \macro{minor} viste in sez.~\ref{sec:file_mknod}.
3170 \item Il campo \var{st\_rdev} contiene il numero di dispositivo associato al
3171 file stesso ed ovviamente ha un valore significativo soltanto quando il file
3172 è un dispositivo a caratteri o a blocchi.
3174 \item Il campo \var{st\_blksize} contiene la dimensione dei blocchi di dati
3175 usati nell'I/O su disco, che è anche la dimensione usata per la
3176 bufferizzazione dei dati dalle librerie del C per l'interfaccia degli
3177 \textit{stream}. Leggere o scrivere blocchi di dati in dimensioni inferiori
3178 a questo valore è inefficiente in quanto le operazioni su disco usano
3179 comunque trasferimenti di questa dimensione.
3185 \subsection{I tipi di file}
3186 \label{sec:file_types}
3188 Abbiamo sottolineato fin dall'introduzione che Linux, come ogni sistema
3189 unix-like, supporta oltre ai file ordinari e alle directory una serie di altri
3190 ``\textsl{tipi}'' di file che possono stare su un filesystem (elencati in
3191 tab.~\ref{tab:file_file_types}). Il tipo di file viene ritornato dalle
3192 funzioni della famiglia \func{stat} all'interno del campo \var{st\_mode} di
3193 una struttura \struct{stat}.
3195 Il campo \var{st\_mode} è una maschera binaria in cui l'informazione viene
3196 suddivisa nei vari bit che compongono, ed oltre a quelle sul tipo di file,
3197 contiene anche le informazioni relative ai permessi su cui torneremo in
3198 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Dato che i valori numerici usati per
3199 definire il tipo di file possono variare a seconda delle implementazioni, lo
3200 standard POSIX definisce un insieme di macro che consentono di verificare il
3201 tipo di file in maniera standardizzata.
3206 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
3208 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
3211 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
3212 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
3213 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
3214 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
3215 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
3216 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & collegamento simbolico.\\
3217 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
3220 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3221 \label{tab:file_type_macro}
3224 Queste macro vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
3225 standard per i collegamenti simbolici e i socket definite da BSD.\footnote{le
3226 ultime due macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che non sono presenti
3227 nello standard POSIX fino alla revisione POSIX.1-1996.} L'elenco completo
3228 delle macro con cui è possibile estrarre da \var{st\_mode} l'informazione
3229 relativa al tipo di file è riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}, tutte
3230 le macro restituiscono un valore intero da usare come valore logico e prendono
3231 come argomento il valore di \var{st\_mode}.
3236 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
3238 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3241 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
3242 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
3243 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Collegamento simbolico.\\
3244 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
3245 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
3246 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
3247 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
3248 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
3250 \const{S\_ISUID} & 0004000 & \itindex{suid~bit} \acr{suid} bit.\\
3251 \const{S\_ISGID} & 0002000 & \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} bit.\\
3252 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & \itindex{sticky~bit} \acr{sticky} bit.\\
3254 \const{S\_IRWXU} & 00700 & Maschera per i permessi del proprietario.\\
3255 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
3256 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
3257 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
3259 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Maschera per i permessi del gruppo.\\
3260 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
3261 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
3262 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
3264 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Maschera per i permessi di tutti gli altri\\
3265 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
3266 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3267 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
3270 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
3271 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
3272 \label{tab:file_mode_flags}
3275 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro}, che semplificano
3276 l'operazione, è possibile usare direttamente il valore di \var{st\_mode} per
3277 ricavare il tipo di file controllando direttamente i vari bit in esso
3278 memorizzati. Per questo sempre in \headfile{sys/stat.h} sono definite le varie
3279 costanti numeriche riportate in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
3280 definiscono le maschere che consentono di selezionare non solo i dati relativi
3281 al tipo di file, ma anche le informazioni relative ai permessi su cui
3282 torneremo in sez.~\ref{sec:file_access_control} ed identificare i rispettivi
3285 Le costanti che servono per la identificazione del tipo di file sono riportate
3286 nella prima sezione di tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, mentre le sezioni
3287 successive attengono alle costanti usate per i permessi. Il primo valore
3288 dell'elenco è la maschera binaria \const{S\_IFMT} che permette di estrarre da
3289 \var{st\_mode} (con un AND aritmetico) il blocco di bit nei quali viene
3290 memorizzato il tipo di file. I valori successivi sono le costanti
3291 corrispondenti ai vari tipi di file, e possono essere usate per verificare la
3292 presenza del tipo di file voluto ed anche, con opportune combinazioni,
3293 alternative fra più tipi di file.
3295 Si tenga presente però che a differenza dei permessi, l'informazione relativa
3296 al tipo di file non è una maschera binaria, per questo motivo se si volesse
3297 impostare una condizione che permetta di controllare se un file è una
3298 directory o un file ordinario non si possono controllare dei singoli bit, ma
3299 si dovrebbe usare una macro di preprocessore come:
3300 \includecodesnip{listati/is_regdir.h}
3301 in cui si estraggono ogni volta da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di
3302 file e poi si effettua il confronto con i due possibili tipi di file.
3305 \subsection{Le dimensioni dei file}
3306 \label{sec:file_file_size}
3308 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:file_stat_struct} che campo \var{st\_size} di
3309 una struttura \struct{stat} contiene la dimensione del file in byte. Questo
3310 però è vero solo se si tratta di un file regolare, mentre nel caso di un
3311 collegamento simbolico la dimensione è quella del \textit{pathname} che il
3312 collegamento stesso contiene mentre per le fifo ed i file di dispositivo
3313 questo campo è sempre nullo.
3315 Il campo \var{st\_blocks} invece definisce la lunghezza del file in blocchi di
3316 512 byte. La differenze con \var{st\_size} è che in questo caso si fa
3317 riferimento alla quantità di spazio disco allocata per il file, e non alla
3318 dimensione dello stesso che si otterrebbe leggendolo sequenzialmente.
3320 Si deve tener presente infatti che la lunghezza del file riportata in
3321 \var{st\_size} non è detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su
3322 disco, e non solo perché la parte finale del file potrebbe riempire
3323 parzialmente un blocco. In un sistema unix-like infatti è possibile
3324 l'esistenza dei cosiddetti \itindex{sparse~file} \textit{sparse file}, cioè
3325 file in cui sono presenti dei ``\textsl{buchi}'' \index{file!\textit{hole}}
3326 (\textit{holes} nella nomenclatura inglese) che si formano tutte le volte che
3327 si va a scrivere su un file dopo aver eseguito uno spostamento oltre la sua
3328 fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in sez.~\ref{sec:file_lseek}).
3330 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
3331 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
3332 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
3333 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
3334 caso per i ``\textsl{buchi}'' \index{file!\textit{hole}} vengono restituiti
3335 degli zeri, si avrà lo stesso risultato di \cmd{ls}.
3337 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra o usando la
3338 funzione \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) per spostarsi oltre la
3339 sua fine, esistono anche casi in cui si può avere bisogno di effettuare un
3340 troncamento, scartando i dati presenti al di là della dimensione scelta come
3341 nuova fine del file.
3343 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
3344 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
3345 dimensione si possono usare le due funzioni di sistema \funcd{truncate} e
3346 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
3350 \fdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
3351 \fdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
3352 \fdesc{Troncano un file.}
3354 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3355 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3357 \item[\errcode{EINTR}] si è stati interrotti da un segnale.
3358 \item[\errcode{EINVAL}] \param{length} è negativa o maggiore delle
3359 dimensioni massime di un file.
3360 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta il troncamento di un file.
3361 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
3363 per entrambe, mentre per \func{ftruncate} si avranno anche:
3365 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3366 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è un riferimento a un file o non è
3367 aperto in scrittura.
3369 e per \func{truncate} si avranno anche:
3371 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file o il
3372 permesso di attraversamento di una delle componenti del \textit{pathname}.
3373 \item[\errcode{EISDIR}] \param{file\_name} fa riferimento ad una directory.
3375 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EIO}, \errval{ELOOP},
3376 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}
3377 nel loro significato generico.}
3380 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
3381 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
3382 fatto che il file viene indicato con un \textit{pathname} per \func{truncate}
3383 e con un file descriptor per \funcd{ftruncate}. Si tenga presente che se il
3384 file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
3387 Il comportamento in caso di lunghezza del file inferiore a \param{length} non
3388 è specificato e dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato
3389 invariato o esteso fino alla lunghezza scelta. Nel caso di Linux viene esteso
3390 con la creazione di un \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel
3391 \itindex{sparse~file} file e ad una lettura si otterranno degli zeri, si tenga
3392 presente però che questo comportamento è supportato solo per filesystem
3393 nativi, ad esempio su un filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo
3397 \subsection{I tempi dei file}
3398 \label{sec:file_file_times}
3400 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, che sono registrati
3401 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del
3402 file. Questi possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li
3403 restituisce attraverso tre campi della struttura \struct{stat} di
3404 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di questi tempi e dei relativi
3405 campi della struttura \struct{stat} è illustrato nello schema di
3406 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
3407 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il valore del tempo è espresso
3408 nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar time}, su cui
3409 torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3414 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3416 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3417 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3420 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3421 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3422 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3423 \func{write}, \func{utime} & default\\
3424 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3425 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3428 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3429 \label{tab:file_file_times}
3432 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3433 ultima modifica (il \textit{modification time}) riportato in \var{st\_mtime},
3434 ed il tempo di ultimo cambiamento di stato (il \textit{change status time})
3435 riportato in \var{st\_ctime}. Il primo infatti fa riferimento ad una modifica
3436 del contenuto di un file, mentre il secondo ad una modifica dei metadati
3437 \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che esistono molte operazioni, come
3438 la funzione \func{link} e altre che vedremo in seguito, che modificano solo le
3439 informazioni contenute \itindex{inode} nell'\textit{inode} senza toccare il
3440 contenuto del file, diventa necessario l'utilizzo di questo secondo tempo.
3442 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3443 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati perché
3444 più recenti dei loro sorgenti oppure dai programmi di backup, talvolta insieme
3445 anche al tempo di cambiamento di stato, per decidere quali file devono essere
3446 aggiornati nell'archiviazione. Il tempo di ultimo accesso viene di solito
3447 usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un certo
3448 lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa per
3449 cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3450 marcare i messaggi di posta che risultano letti.
3452 Il sistema non tiene mai conto dell'ultimo accesso \itindex{inode}
3453 all'\textit{inode}, pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non
3454 hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le
3455 opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema
3456 riportato nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}. Si noti anche
3457 come non esista, a differenza di altri sistemi operativi, un \textsl{tempo di
3458 creazione} di un file.
3460 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3461 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3462 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3463 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3464 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3465 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3466 portatili, o i cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3469 Per questo motivo abbiamo visto in sez.~\ref{sec:filesystem_mounting} come
3470 nello sviluppo del kernel siano stati introdotti degli opportuni \textit{mount
3471 flag} che consentissero di evitare di aggiornare continuamente una
3472 informazione che nella maggior parte dei casi non interessa. Per questo i
3473 valori che si possono trovare per l'\textit{access time} dipendono dalle
3474 opzioni di montaggio, ed anche, essendo stato cambiato il comportamento di
3475 default a partire dalla versione 2.6.30, dal kernel che si sta usando.
3477 In generale quello che si ha con i kernel più recenti è che il tempo di ultimo
3478 accesso viene aggiornato solo se è precedente al tempo di ultima modifica o
3479 cambiamento, o se è passato più di un giorno dall'ultimo accesso. Così si può
3480 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo una modifica e che il file
3481 viene comunque osservato regolarmente, conservando tutte le informazioni
3482 veramente utili senza dover consumare risorse in scritture continue per
3483 mantenere costantemente aggiornata una informazione che questo punto non ha
3484 più nessuna rilevanza pratica.\footnote{qualora ce ne fosse la necessità è
3485 comunque possibile, tramite l'opzione di montaggio \texttt{strictatime},
3486 richiedere in ogni caso il comportamento tradizionale.}
3491 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3493 \multicolumn{1}{|p{2.8cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3494 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3495 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3496 \multicolumn{3}{|p{3.2cm}|}{\centering{
3497 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3498 &\multicolumn{1}{|p{3.4cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3501 \multicolumn{1}{|p{2.8cm}|}{}
3502 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3503 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3504 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3505 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3506 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3507 &\multicolumn{1}{|p{.8cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3508 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3511 \func{chmod}, \func{fchmod}
3512 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3513 \func{chown}, \func{fchown}
3514 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3516 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3517 con \const{O\_CREATE} \\
3519 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3520 con \const{O\_TRUNC} \\
3522 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3524 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3526 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3528 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3530 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3532 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3534 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3535 con \const{O\_CREATE} \\
3537 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3538 con \const{O\_TRUNC} \\
3540 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3542 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3544 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3545 se esegue \func{unlink}\\
3547 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3548 se esegue \func{rmdir}\\
3550 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3551 per entrambi gli argomenti\\
3553 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3554 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3555 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3557 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3559 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3561 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3563 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3566 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3567 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento di
3568 stato \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3569 \label{tab:file_times_effects}
3573 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3574 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3575 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3576 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3577 lo contiene. Questi ultimi possono essere capiti immediatamente se si tiene
3578 conto di quanto già detto e ripetuto a partire da
3579 sez.~\ref{sec:file_filesystem}, e cioè che anche le directory sono anch'esse
3580 file che contengono una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del
3581 tutto analoga a tutti gli altri.
3583 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3584 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3585 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di ultima
3586 modifica. Un esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione
3587 di un file, invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha
3588 effetti solo sui tempi di quest'ultimo.
3590 Si ricordi infine come \var{st\_ctime} non è il tempo di creazione del file,
3591 che in Unix non esiste, anche se può corrispondervi per file che non sono mai
3592 stati modificati. Per questo motivo, a differenza di quanto avviene con altri
3593 sistemi operativi, quando si copia un file, a meno di preservare
3594 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3595 avrà sempre il tempo corrente in cui si è effettuata la copia come data di
3598 I tempi di ultimo accesso ed ultima modifica possono essere modificati
3599 esplicitamente usando la funzione di sistema \funcd{utime}, il cui prototipo
3604 \fdecl{int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3605 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso ed ultima modifica di un file.}
3608 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3609 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3611 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di attraversamento per uno dei
3612 componenti di \param{filename} o \param{times} è \val{NULL} e non si ha il
3613 permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del file o non si
3614 hanno i privilegi di amministratore.
3615 \item[\errcode{EPERM}] \param{times} non è \val{NULL}, e non si è
3616 proprietari del file o non si hanno i privilegi di amministratore.
3618 ed inoltre \errval{ENOENT} e \errval{EROFS} nel loro significato generico.}
3621 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e di ultima modifica del file
3622 specificato dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento
3623 il puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata
3624 in fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3625 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3626 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3628 \begin{figure}[!htb]
3629 \footnotesize \centering
3630 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3631 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3634 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3636 \label{fig:struct_utimebuf}
3639 L'effetto della funzione ed i privilegi necessari per eseguirla dipendono dal
3640 valore dell'argomento \param{times}. Se è \val{NULL} la funzione imposta il
3641 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file o essere
3642 proprietari del file o avere i privilegi di amministratore. Se invece si è
3643 specificato un valore diverso la funzione avrà successo solo se si è
3644 proprietari del file o se si hanno i privilegi di amministratore.\footnote{per
3645 essere precisi la \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FOWNER}.} In
3646 entrambi i casi per verificare la proprietà del file viene utilizzato
3647 l'\ids{UID} effettivo del processo.
3649 Si tenga presente che non è possibile modificare manualmente il tempo di
3650 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3651 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode}, e quindi
3652 anche alla chiamata di \func{utime}. Questo serve anche come misura di
3653 sicurezza per evitare che si possa modificare un file nascondendo
3654 completamente le proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in
3655 grado di accedere al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo,
3656 scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma
3657 ovviamente in questo modo la cosa è più complicata da
3658 realizzare.\footnote{esistono comunque molti programmi che consentono di farlo
3659 con relativa semplicità per cui non si dia per scontato che il valore sia
3660 credibile in caso di macchina compromessa.}
3662 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3663 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3664 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3665 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3666 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3667 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3668 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3669 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3670 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3673 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3674 di sistema, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3675 precisione; il suo prototipo è:
3679 \fdecl{int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3680 \fdesc{Modifica i tempi di ultimo accesso e ultima modifica di un file.}
3682 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3683 caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di \func{utime}.}
3686 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3687 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3688 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3689 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3690 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3691 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3692 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3694 \begin{figure}[!htb]
3695 \footnotesize \centering
3696 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3697 \includestruct{listati/timeval.h}
3700 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3701 con la precisione del microsecondo.}
3702 \label{fig:sys_timeval_struct}
3705 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3706 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3707 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3708 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file già
3709 aperto o di eseguirla direttamente su un collegamento simbolico. I relativi
3714 \fdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])}
3715 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3716 \fdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3717 \fdesc{Cambia i tempi di un collegamento simbolico.}
3720 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3721 caso \var{errno} assumerà uno gli stessi valori di \func{utimes}, con in più
3724 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3725 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3729 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3730 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3731 si può indicare il file su cui operare se questo è già aperto facendo
3732 riferimento al suo file descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in
3733 cui \param{filename} sia un collegamento simbolico saranno modificati i suoi
3734 tempi invece di quelli del file a cui esso punta.
3736 Nonostante il kernel nelle versioni più recenti supporti, come accennato,
3737 risoluzioni dei tempi dei file fino al nanosecondo, le funzioni fin qui
3738 esaminate non consentono di impostare valori con questa precisione. Per questo
3739 sono state introdotte due nuove funzioni di sistema, \funcd{futimens} e
3740 \funcd{utimensat}, in grado di eseguire questo compito; i rispettivi prototipi
3745 \fdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])}
3746 \fdesc{Cambia i tempi di un file già aperto.}
3747 \fdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3748 timespec times[2], int flags)}
3749 \fdesc{Cambia i tempi di un file.}
3752 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
3753 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3755 \item[\errcode{EACCES}] si è richiesta l'impostazione del tempo corrente ma
3756 non si ha il permesso di scrittura sul file, o non si è proprietari del
3757 file o non si hanno i privilegi di amministratore; oppure il file è
3758 immutabile (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3759 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido (solo
3760 \func{futimens}), oppure \param{dirfd} non è \const{AT\_FDCWD} o un file
3761 descriptor valido (solo \func{utimensat}).
3762 \item[\errcode{EFAULT}] \param{times} non è un puntatore valido (per
3763 entrambe), oppure \param{dirfd} è \const{AT\_FDCWD} ma \param{pathname} è
3764 \var{NULL} o non è un puntatore valido (solo \func{utimensat}).
3765 \item[\errcode{EINVAL}] si sono usati dei valori non corretti per i tempi
3766 di \param{times} (per entrambe), oppure è si usato un valore non valido
3767 per \param{flags}, oppure \param{pathname} è \var{NULL}, \param{dirfd} non
3768 è \const{AT\_FDCWD} e \param{flags} contiene \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW}
3769 (solo \func{utimensat}).
3770 \item[\errcode{EPERM}] si è richiesto un cambiamento nei tempi non al tempo
3771 corrente, ma non si è proprietari del file o non si hanno i privilegi di
3772 amministratore; oppure il file è \itindex{file~attributes} immutabile o
3773 \textit{append-only} (vedi sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
3774 \item[\errcode{ESRCH}] non c'è il permesso di attraversamento per una delle
3775 componenti di \param{pathname} (solo \func{utimensat})
3777 ed inoltre per entrambe \errval{EROFS} e per \func{utimensat}
3778 \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel
3779 loro significato generico.}
3782 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3783 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec}, la cui definizione è
3784 riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}, che permette di specificare
3785 un valore dei tempi con una precisione fino al nanosecondo.
3787 \begin{figure}[!htb]
3788 \footnotesize \centering
3789 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3790 \includestruct{listati/timespec.h}
3793 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3794 con la precisione del nanosecondo.}
3795 \label{fig:sys_timespec_struct}
3798 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3799 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3800 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3801 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3802 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3803 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3804 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3805 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3806 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3807 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3809 Queste due funzioni sono una estensione definita nella revisione POSIX.1-2008
3810 dello standard POSIX, in Linux sono state introdotte a partire dal kernel
3811 2.6.22,\footnote{si tenga presente però che per kernel precedenti il 2.6.26 le
3812 due funzioni sono difettose nel rispetto di alcuni requisiti minori dello
3813 standard e nel controllo della correttezza dei tempi, per i dettagli dei
3814 quali si rimanda alla pagina di manuale.} e supportate dalla \acr{glibc} a
3815 partire dalla versione 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel
3816 2.6.16, era stata introdotta una \textit{system call} \funcm{futimesat}
3817 seguendo una bozza della revisione dello standard poi modificata; questa
3818 funzione, sostituita da \func{utimensat}, è stata dichiarata obsoleta, non è
3819 supportata da nessuno standard e non deve essere più utilizzata: pertanto
3820 non ne parleremo.} La prima è sostanzialmente una estensione di
3821 \func{futimes} che consente di specificare i tempi con precisione maggiore, la
3822 seconda supporta invece, rispetto ad \func{utimes}, una sintassi più complessa
3823 che consente una indicazione sicura del file su cui operare specificando la
3824 directory su cui si trova tramite il file descriptor \param{dirfd} ed il suo
3825 nome come \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname relativo}
3826 in \param{pathname}.\footnote{su Linux solo \func{utimensat} è una
3827 \textit{system call} e \func{futimens} è una funzione di libreria, infatti
3828 se \param{pathname} è \var{NULL} \param{dirfd} viene considerato un file
3829 descriptor ordinario e il cambiamento del tempo applicato al file
3830 sottostante, qualunque esso sia, per cui \code{futimens(fd, times}) è del
3831 tutto equivalente a \code{utimensat(fd, NULL, times, 0)}.}
3833 Torneremo su questa sintassi e sulla sua motivazione in
3834 sez.~\ref{sec:file_openat}, quando tratteremo tutte le altre funzioni (le
3835 cosiddette funzioni \textit{at}) che la utilizzano; essa prevede comunque
3836 anche la presenza dell'argomento \param{flags} con cui attivare flag di
3837 controllo che modificano il comportamento della funzione, nel caso specifico
3838 l'unico valore consentito è \const{AT\_SYMLINK\_NOFOLLOW} che indica alla
3839 funzione di non dereferenziare i collegamenti simbolici, cosa che le permette
3840 di riprodurre le funzionalità di \func{lutimes}.
3845 \section{Il controllo di accesso ai file}
3846 \label{sec:file_access_control}
3848 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3849 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3850 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3851 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono utilizzabili
3852 anche filesystem di altri sistemi operativi, che non supportano queste
3853 caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
3854 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3857 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3858 \label{sec:file_perm_overview}
3860 Ad ogni file Linux associa sempre, oltre ad un insieme di permessi, l'utente
3861 che ne è proprietario (il cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di
3862 appartenenza, indicati dagli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e
3863 \ids{GID}) di cui abbiamo già parlato in
3864 sez.~\ref{sec:proc_access_id}.\footnote{questo è vero solo per filesystem di
3865 tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem VFAT di Windows, che non
3866 fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per il quale queste
3867 proprietà vengono assegnate in maniera fissa con opportune opzioni di
3868 montaggio.} Anche questi sono mantenuti \index{itinode} sull'\textit{inode}
3869 insieme alle altre proprietà e sono accessibili da programma tramite la
3870 funzione \func{stat} (trattata in sez.~\ref{sec:file_stat}), che restituisce
3871 l'utente proprietario nel campo \var{st\_uid} ed il gruppo proprietario nel
3872 campo \var{st\_gid} della omonima struttura \struct{stat}.
3874 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3875 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3876 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le
3877 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} \textit{Access Control List} che sono
3878 state aggiunte ai filesystem standard con opportune estensioni (vedi
3879 sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di controllo ancora più
3880 sofisticati come il \itindex{Mandatory~Access~Control~(MAC)}
3881 \textit{mandatory access control} di SE-Linux e delle altre estesioni come
3882 \textit{Smack} o.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è
3883 più che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre
3884 permessi di base associati ad ogni file sono:
3886 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3888 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3889 dall'inglese \textit{write}).
3890 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3891 dall'inglese \textit{execute}).
3893 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3895 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3896 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3898 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3901 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3902 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3903 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3904 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3908 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3909 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3910 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3911 \label{fig:file_perm_bit}
3914 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3915 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3916 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3917 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3918 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), lo schema di allocazione dei bit è
3919 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Come tutte le altre proprietà di
3920 una file anche i permessi sono memorizzati \itindex{inode}
3921 nell'\textit{inode}, e come accennato in sez.~\ref{sec:file_types} essi sono
3922 contenuti in una parte del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3923 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3925 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3926 \texttt{u} (per \textit{user}), \texttt{g} (per \textit{group}) e \texttt{o}
3927 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
3928 insieme si usa la lettera \texttt{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
3929 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso a
3930 suo tempo nel VMS, si parla dei permessi base come di permessi per
3931 \textit{owner}, \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar
3932 luogo a confusione. Le costanti che permettono di accedere al valore numerico
3933 di questi bit nel campo \var{st\_mode}, già viste in
3934 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, sono riportate per chiarezza in
3935 tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3940 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3942 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3945 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3946 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3947 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3949 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3950 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3951 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3953 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3954 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3955 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3958 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3959 \texttt{<sys/stat.h>}}
3960 \label{tab:file_bit_perm}
3963 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3964 che si riferiscano a dei file, dei collegamenti simbolici o delle directory;
3965 qui ci limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli
3968 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3969 \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle
3970 directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale per aprire un
3971 file nella directory corrente (per la quale appunto serve il diritto di
3972 esecuzione). Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che
3973 essa può essere attraversata nella risoluzione del \textit{pathname}, e per
3974 questo viene anche chiamato permesso di attraversamento. Esso è sempre
3975 distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
3976 contenuto della directory.
3978 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3979 lettura si potrà lo stesso aprire un file all'interno di una una directory (se
3980 si hanno i permessi adeguati per il medesimo) ma non si potrà vederlo con
3981 \cmd{ls} mancando il permesso di leggere il contenuto della directory. Per
3982 crearlo o rinominarlo o cancellarlo invece occorrerà avere anche il permesso
3983 di scrittura per la directory.
3985 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3986 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3987 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3988 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3989 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3991 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3992 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3993 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3994 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3995 disco). Per la cancellazione non è necessario nessun tipo di permesso per il
3996 file stesso dato che, come illustrato in sez.~\ref{sec:link_symlink_rename}
3997 esso non viene toccato, nella cancellazione viene solo modificato il contenuto
3998 della directory, rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento.
4000 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
4001 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre,
4002 oltre al permesso di lettura per accedere al contenuto, avere anche il
4003 permesso di esecuzione. Inoltre solo i file regolari possono essere eseguiti.
4005 I permessi per un collegamento simbolico sono ignorati, contano quelli del
4006 file a cui fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta
4007 per un collegamento simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo
4008 a cui esso appartiene vengono pure ignorati quando il collegamento viene
4009 risolto, vengono controllati solo quando viene richiesta la rimozione del
4010 collegamento e quest'ultimo è in una directory con lo \itindex{sticky~bit}
4011 \textit{sticky bit} impostato (si veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
4013 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
4014 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
4015 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
4016 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
4017 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
4018 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
4019 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
4020 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
4021 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
4024 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
4025 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
4026 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
4027 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
4028 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
4029 cui l'utente appartiene.
4031 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
4032 di accesso sono i seguenti:
4034 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
4035 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
4036 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
4038 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
4039 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
4042 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di
4043 \textit{user-read} se il processo vuole accedere in lettura, quello di
4044 \textit{user-write} per l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi
4045 d'accesso dell'utente è impostato, l'accesso è consentito;
4046 \item altrimenti l'accesso è negato.
4048 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4049 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
4051 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
4053 \item altrimenti l'accesso è negato.
4055 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
4056 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4059 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
4060 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
4061 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
4062 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
4063 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
4064 tutti gli altri non vengono controllati.
4066 \itindbeg{file~attributes}
4067 A questi che sono i permessi ordinari si aggiungono, per i filesystem che
4068 supportano questa estensione, due permessi speciali mantenuti nei cosiddetti
4069 \textit{file attributes}, che si possono leggere ed impostare con i comandi
4070 \cmd{lsattr} e \cmd{chattr}.\footnote{per l'utilizzo di questo comando e le
4071 spiegazioni riguardo gli altri \textit{file attributes} si rimanda alla
4072 sezione 1.4.4 di \cite{AGL}.}
4074 Il primo è il cosiddetto attributo di immutabilità (\textit{immutable},
4075 identificato dalla lettera \texttt{i}) che impedisce ogni modifica al file,
4076 \textit{inode} compreso. Questo significa non solo che non se ne può cambiare
4077 il contenuto, ma neanche nessuno dei metadati, ed in particolare non si può
4078 cancellare, rinominare, modificare nei permessi o nei tempi, o creare
4079 \textit{hard link} verso di esso.
4081 Il secondo è il cosiddetto attributo di \textit{append-only}, (identificato
4082 dalla lettera \texttt{a}) che consente soltanto la scrittura del file in coda
4083 al file. Il file cioè può essere soltanto esteso, ma i suoi metadati, a parte
4084 i tempi che può però possono essere impostati al valore corrente, non possono
4085 essere modificati, quindi di nuovo non si potrà cancellare, rinominare, o
4086 modificare nei permessi.
4088 Entrambi questi attributi attivano queste proprietà a livello di filesytem,
4089 per cui a differenza dei permessi ordinari esse varranno per qualunque utente
4090 compreso l'amministratore. L'amministratore è l'unico che può attivare o
4091 disattivare questi attributi,\footnote{più precisamente un processo con la
4092 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}.} e potendo
4093 rimuoverli è comunque capace di tornare in grado di eseguire qualunque
4095 \itindbeg{file~attributes}
4099 \subsection{I bit dei permessi speciali}
4100 \label{sec:file_special_perm}
4105 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
4106 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
4107 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
4108 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
4109 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
4110 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
4111 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
4113 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
4114 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
4115 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
4116 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
4117 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
4119 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
4120 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
4121 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
4122 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
4123 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
4124 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
4127 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
4128 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
4129 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
4130 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
4131 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
4132 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
4133 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
4136 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
4137 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
4138 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
4139 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
4140 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
4142 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
4143 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
4144 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
4145 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
4146 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
4147 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
4148 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
4150 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
4151 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
4152 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
4153 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
4156 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
4157 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
4158 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
4159 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
4160 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
4161 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4167 \itindbeg{sticky~bit}
4169 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
4170 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
4171 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
4172 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
4173 si poteva impostare questo bit.
4175 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
4176 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
4177 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
4178 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
4179 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
4180 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
4181 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
4182 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
4184 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
4185 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
4186 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
4187 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
4188 sostanzialmente inutile questo procedimento.
4190 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
4191 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
4192 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
4193 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
4194 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
4195 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
4198 \item l'utente è proprietario del file
4199 \item l'utente è proprietario della directory
4200 \item l'utente è l'amministratore
4202 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
4203 permessi infatti di solito sono i seguenti:
4206 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
4208 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
4209 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
4210 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
4211 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
4212 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
4213 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
4215 \itindend{sticky~bit}
4217 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
4218 \label{sec:file_perm_management}
4220 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
4221 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
4222 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
4223 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
4224 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
4225 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
4226 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
4228 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
4232 \fdecl{int access(const char *pathname, int mode)}
4233 \fdesc{Verifica i permessi di accesso.}
4236 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4237 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4239 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
4240 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
4241 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
4242 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
4243 un filesystem montato in sola lettura.
4245 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
4246 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}
4247 nel loro significato generico.}
4250 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
4251 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
4252 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
4253 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
4254 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
4255 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
4256 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
4257 riferisca ad un collegamento simbolico, questo viene seguito ed il controllo è
4258 fatto sul file a cui esso fa riferimento.
4260 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
4261 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
4262 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
4263 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
4264 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
4265 contrario (o di errore) ritorna -1.
4269 \begin{tabular}{|c|l|}
4271 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
4274 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
4275 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
4276 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
4277 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
4280 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
4282 \label{tab:file_access_mode_val}
4285 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
4286 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
4287 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
4288 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
4290 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
4291 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
4292 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
4293 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
4294 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
4295 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
4296 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
4297 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
4300 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
4301 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
4302 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
4307 \fdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)}
4308 \fdesc{Cambia i permessi del file indicato da \param{path} al valore indicato
4310 \fdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)}
4311 \fdesc{Analoga alla precedente, ma usa il file descriptor \param{fd} per
4316 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4317 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4319 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4320 proprietario del file o non è zero.
4321 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
4323 ed inoltre per entrambe \errval{EIO}, per \func{chmod} \errval{EFAULT},
4324 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
4325 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, per \func{fchmod} \errval{EBADF}
4326 nel loro significato generico.}
4330 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
4331 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
4332 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
4338 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
4340 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
4343 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
4344 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
4345 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
4347 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
4348 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
4349 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
4350 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
4352 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
4353 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
4354 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
4355 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
4357 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
4358 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
4359 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
4360 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
4363 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
4364 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
4365 \label{tab:file_permission_const}
4368 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
4369 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
4370 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
4371 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
4372 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
4373 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
4374 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
4375 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4377 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
4378 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
4379 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
4380 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
4381 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
4383 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
4384 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
4385 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
4386 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
4387 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
4389 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
4390 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
4391 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
4392 in particolare accade che:
4394 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
4395 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
4396 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
4397 stato indicato in \param{mode}.
4398 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
4399 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
4400 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
4401 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
4402 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
4403 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
4404 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
4405 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
4408 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
4409 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
4410 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
4411 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
4412 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
4413 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
4414 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
4415 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
4416 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
4417 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
4418 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
4420 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
4421 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
4422 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
4423 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
4424 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
4425 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
4426 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
4427 permessi non vengono indicati esplicitamente.
4431 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
4432 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
4433 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
4434 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
4435 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
4436 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
4437 \kstruct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera
4438 di bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
4439 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
4440 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
4441 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
4442 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
4443 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
4446 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
4447 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
4451 \fdecl{mode\_t umask(mode\_t mask)}
4452 \fdesc{Imposta la maschera dei permessi.}
4455 {La funzione ritorna ritorna il precedente valore della maschera, non sono
4456 previste condizioni di errore.}
4459 La funzione imposta maschera dei permessi dei bit al valore specificato
4460 da \param{mask} (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi). In
4461 genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che escluda
4462 preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il gruppo
4463 e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a $022$). In
4464 questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti. Di
4465 norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a $022$, e
4466 gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
4471 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
4472 \label{sec:file_ownership_management}
4474 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
4475 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
4476 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
4477 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
4478 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
4479 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
4481 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
4482 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
4483 prevede due diverse possibilità:
4485 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
4486 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
4489 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
4490 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
4491 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
4492 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
4493 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
4495 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
4496 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
4497 partenza, in tutte le sotto-directory.
4499 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
4500 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
4501 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
4502 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
4503 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
4504 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
4507 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4508 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
4509 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4510 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
4511 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4512 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
4513 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
4514 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
4515 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
4516 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
4517 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4519 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
4520 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
4521 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
4526 \fdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4527 \fdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4528 \fdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4529 \fdesc{Cambiano proprietario e gruppo proprietario di un file.}
4532 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4533 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4535 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4536 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
4538 ed inoltre per tutte \errval{EROFS} e \errval{EIO}, per \func{chown}
4539 \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM},
4540 \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, per \func{fchown}
4541 \errval{EBADF} nel loro significato generico.}
4544 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4545 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}. Con Linux solo
4546 l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4547 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4548 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4549 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4550 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4551 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4552 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4553 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4555 La funzione \func{chown} segue i collegamenti simbolici, per operare
4556 direttamente su un collegamento simbolico si deve usare la funzione
4557 \func{lchown}.\footnote{fino alla versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non
4558 seguiva i collegamenti simbolici, da allora questo comportamento è stato
4559 assegnato alla funzione \func{lchown}, introdotta per l'occasione, ed è
4560 stata creata una nuova \textit{system call} per \func{chown} che seguisse i
4561 collegamenti simbolici.} La funzione \func{fchown} opera su un file aperto,
4562 essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX. Un'altra estensione
4563 rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come valore
4564 per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4566 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4567 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4568 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4569 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4570 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4571 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4572 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4575 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4576 \label{sec:file_riepilogo}
4578 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4579 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4580 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4581 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4582 fornire un quadro d'insieme.
4587 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4589 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4590 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4591 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4592 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4593 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4595 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4596 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4597 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4598 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4601 1&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce l'\ids{UID} effettivo dell'utente.\\
4602 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Eseguito conferisce il \ids{GID} effettivo del gruppo.\\
4603 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4604 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4605 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4606 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per l'utente.\\
4607 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per l'utente.\\
4608 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per l'utente.\\
4609 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo.\\
4610 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo.\\
4611 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo.\\
4612 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4613 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4614 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4617 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4618 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4619 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4620 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4621 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4623 \texttt{s}&\texttt{s}&\texttt{t}&
4624 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4625 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}&
4626 \texttt{r}&\texttt{w}&\texttt{x}& \\
4629 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4630 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo ai nuovi file creati.\\
4631 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Solo il proprietario di un file può rimuoverlo.\\
4632 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per l'utente.\\
4633 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per l'utente.\\
4634 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per l'utente.\\
4635 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo.\\
4636 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo.\\
4637 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo.\\
4638 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4639 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4640 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4643 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4645 \label{tab:file_fileperm_bits}
4648 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4649 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4650 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4651 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4652 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4653 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4654 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4655 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4656 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4657 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4658 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4659 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4661 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i
4662 collegamenti simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di
4663 dispositivo hanno senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si
4664 riflettono sulla possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo
4667 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4668 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4669 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4670 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4671 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4672 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4675 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4676 \label{sec:file_dir_advances}
4678 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4679 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4680 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4681 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4684 \subsection{Gli attributi estesi}
4685 \label{sec:file_xattr}
4687 \itindbeg{Extended~Attributes}
4689 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4690 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4691 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4692 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4693 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4694 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4695 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4696 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
4697 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4700 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4701 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4702 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
4703 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
4704 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
4705 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
4706 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
4707 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4709 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4710 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4711 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4712 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4713 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4714 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4715 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4716 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4717 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4718 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4719 l'atomicità di tutte le operazioni.
4721 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4722 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4723 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4724 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4726 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4727 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4728 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4729 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4730 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4731 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4732 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4733 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
4734 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4735 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4736 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4737 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4738 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4739 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4740 gruppo proprietari del file.
4742 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4743 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4744 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4745 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4746 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4747 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4748 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4749 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4750 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4751 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4752 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4757 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4759 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4762 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4763 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4764 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4765 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4766 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4767 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4768 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4769 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4770 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4771 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4772 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4773 \textit{capabilities} (vedi
4774 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4775 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4776 utilizzati per poter realizzare in user space
4777 meccanismi che consentano di mantenere delle
4778 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4779 ai processi ordinari.\\
4780 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4781 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4782 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4783 file) accessibili dagli utenti.\\
4786 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4787 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4788 \label{tab:extended_attribute_class}
4792 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4793 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4794 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4795 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4796 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4797 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4798 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4799 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4800 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4801 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4802 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4803 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4804 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4805 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4806 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4807 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4808 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4809 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4810 con privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4811 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4813 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4814 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4815 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4816 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4817 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4818 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4819 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4820 \textit{capability} \itindex{capabilities}
4821 \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale a dire una politica di accesso analoga a
4822 quella impiegata per gli ordinari permessi dei file.}
4824 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4825 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4826 privilegi amministrativi dotati della \itindex{capabilities}
4827 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4828 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4829 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4831 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4832 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4833 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4834 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4835 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4836 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4837 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4838 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4839 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4840 utenti, come i collegamenti simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo}
4841 file di dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di
4842 essi gli \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe
4843 inserirvi dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove
4844 questo comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio
4845 occupabile dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema
4846 riempiendo il disco.}
4848 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4849 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4850 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4851 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4852 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4853 lettura.} mentre per i collegamenti simbolici questi vengono semplicemente
4854 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4855 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4856 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4857 sensata di utilizzo degli stessi per collegamenti simbolici o
4858 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4859 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4860 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4861 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4862 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4863 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4864 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4865 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4866 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4867 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4868 privilegi amministrativi della capability \itindex{capabilities}
4869 \const{CAP\_FOWNER}.
4872 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4873 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte della \acr{glibc}, e
4874 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4875 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4876 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4877 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4878 l'opzione \texttt{-lattr}.
4880 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4881 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4882 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un
4883 collegamento simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4887 \fhead{attr/xattr.h}
4888 \fdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void *value,
4890 \fdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void *value,
4892 \fdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4894 \fdesc{Leggono il valore di un attributo esteso.}
4897 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione
4898 dell'attributo richiesto in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4899 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4901 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4902 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4903 non è sufficiente per contenere il risultato.
4904 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4905 filesystem o sono disabilitati.
4907 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
4908 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
4909 permessi di accesso all'attributo.}
4912 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4913 un \textit{pathname} che indica il file di cui si vuole richiedere un
4914 attributo, la sola differenza è che la seconda, se il \textit{pathname} indica
4915 un collegamento simbolico, restituisce gli attributi di quest'ultimo e non
4916 quelli del file a cui esso fa riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende
4917 invece come primo argomento un numero di file descriptor, e richiede gli
4918 attributi del file ad esso associato.
4920 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4921 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4922 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4923 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4924 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4925 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4926 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4927 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4928 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4930 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4931 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4932 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4933 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4934 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4935 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4936 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4937 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4938 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4940 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4941 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4942 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4943 collegamento simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4947 \fhead{attr/xattr.h}
4948 \fdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
4949 size\_t size, int flags)}
4950 \fdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void *value,
4951 size\_t size, int flags)}
4952 \fdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value, size\_t
4954 \fdesc{Impostano il valore di un attributo esteso.}
4957 {Le funzioni ritornano un $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
4958 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4960 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4961 l'attributo richiesto non esiste.
4962 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4963 l'attributo esiste già.
4964 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4965 filesystem o sono disabilitati.
4967 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
4968 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
4969 permessi di accesso all'attributo.}
4972 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4973 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4974 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4975 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4976 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4977 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4979 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4980 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4981 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4982 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4983 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4984 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4985 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4986 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4987 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4988 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4990 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4991 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4992 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4993 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4997 \fhead{attr/xattr.h}
4998 \fdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4999 \fdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
5000 \fdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
5001 \fdesc{Leggono la lista degli attributi estesi di un file.}
5004 {Le funzioni ritornano un intero positivo che indica la dimensione della lista
5005 in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5008 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
5009 non è sufficiente per contenere il risultato.
5010 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5011 filesystem o sono disabilitati.
5013 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5014 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5015 permessi di accesso all'attributo.}
5018 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
5019 di un file, un collegamento simbolico o specificando un file descriptor, da
5020 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
5021 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
5022 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
5024 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
5025 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
5026 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
5027 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
5028 dimensione totale della lista in byte.
5030 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
5031 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
5032 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
5033 usando per \param{size} un valore nullo.
5035 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
5036 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
5037 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
5041 \fhead{attr/xattr.h}
5042 \fdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
5043 \fdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
5044 \fdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
5045 \fdesc{Rimuovono un attributo esteso di un file.}
5048 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
5049 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5051 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
5052 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
5053 filesystem o sono disabilitati.
5055 ed inoltre tutti gli errori delle analoghe della famiglia \func{stat} con lo
5056 stesso significato ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i
5057 permessi di accesso all'attributo.}
5060 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
5061 \param{name} rispettivamente di un file, un collegamento simbolico o
5062 specificando un file descriptor, da specificare con il loro primo argomento.
5063 Anche in questo caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le
5064 modalità già illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli
5067 \itindend{Extended~Attributes}
5070 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
5071 \label{sec:file_ACL}
5073 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
5074 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
5076 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
5078 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
5079 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
5080 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
5081 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
5082 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
5083 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
5084 si può soddisfare in maniera semplice.}
5086 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
5087 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
5088 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
5089 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
5090 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
5091 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
5092 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
5094 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
5095 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
5096 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
5097 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
5098 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
5099 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
5102 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
5103 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
5104 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
5105 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
5106 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
5107 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
5108 standard POSIX 1003.1e.
5110 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte della
5111 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
5112 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
5113 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
5114 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
5115 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
5116 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
5117 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
5118 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
5119 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
5120 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
5121 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
5122 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
5124 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
5125 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
5126 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
5127 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
5128 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
5129 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
5130 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
5131 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
5132 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
5133 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
5134 la capability \itindex{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
5139 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5141 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5144 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
5145 proprietario del file.\\
5146 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
5147 l'utente indicato dal rispettivo
5149 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
5150 gruppo proprietario del file.\\
5151 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
5152 il gruppo indicato dal rispettivo
5154 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
5155 permessi di accesso che possono essere garantiti
5156 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
5157 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
5158 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
5159 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
5162 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
5163 \label{tab:acl_tag_types}
5166 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
5167 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
5168 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5169 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
5170 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
5171 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
5174 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
5175 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
5176 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
5177 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
5178 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
5179 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
5180 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
5183 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
5184 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
5185 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
5186 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
5187 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
5188 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
5189 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
5190 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
5191 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
5193 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
5194 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
5195 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
5196 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5197 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
5198 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
5199 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
5200 intende quelli mantenuti \itindex{inode} nell'\textit{inode}, che devono
5201 restare dato che un filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e
5202 viceversa. In realtà la mappatura è diretta solo per le voci
5203 \const{ACL\_USER\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}, nel caso di
5204 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto se non è presente una voce di
5205 tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è presente verranno tolti dai
5206 permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli non presenti in
5207 \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a seconda delle
5208 condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione \textit{POSIX 1003.1e
5209 Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui sistemi dotati di
5210 ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi soltanto all'ordinario
5211 standard \textit{POSIX 1003.1}.}
5213 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
5214 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
5215 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
5216 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
5217 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
5218 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
5219 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
5220 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
5221 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
5222 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
5223 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
5224 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
5225 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
5226 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
5228 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
5229 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
5230 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
5231 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
5232 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
5233 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
5234 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
5236 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
5237 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
5238 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
5239 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
5240 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
5241 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
5244 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
5246 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
5248 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5249 l'accesso è consentito;
5250 \item altrimenti l'accesso è negato.
5252 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
5253 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
5255 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
5256 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5258 \item altrimenti l'accesso è negato.
5260 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5261 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
5263 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
5264 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
5265 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
5266 l'accesso è consentito;
5267 \item altrimenti l'accesso è negato.
5269 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
5270 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
5271 \const{ACL\_GROUP} allora:
5273 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
5274 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
5276 \item altrimenti l'accesso è negato.
5278 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
5279 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
5282 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
5283 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
5284 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
5285 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
5286 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
5287 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
5289 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
5290 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
5291 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
5292 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
5293 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
5294 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
5295 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
5298 \headdecl{sys/types.h}
5299 \headdecl{sys/acl.h}
5301 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
5303 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
5305 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
5306 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
5307 assumerà uno dei valori:
5309 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
5310 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
5315 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
5316 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
5317 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
5318 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
5319 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
5320 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
5321 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
5322 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
5323 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
5324 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
5325 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
5327 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
5328 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
5329 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
5331 \headdecl{sys/types.h}
5332 \headdecl{sys/acl.h}
5334 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
5336 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
5338 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
5339 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
5340 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
5344 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
5345 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
5346 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
5347 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
5348 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
5349 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
5350 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
5351 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
5352 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
5353 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
5356 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
5357 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
5358 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
5360 \headdecl{sys/types.h}
5361 \headdecl{sys/acl.h}
5363 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
5365 Crea una copia della ACL \param{acl}.
5367 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5368 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5369 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5371 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
5373 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
5379 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
5380 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
5381 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
5382 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
5383 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
5384 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
5385 memoria occupata dalla copia.
5387 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
5388 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
5389 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
5390 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
5392 \headdecl{sys/types.h}
5393 \headdecl{sys/acl.h}
5395 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
5397 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
5399 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5400 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5401 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
5406 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
5407 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
5408 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
5409 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
5410 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
5411 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
5413 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
5414 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
5415 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
5418 \headdecl{sys/types.h}
5419 \headdecl{sys/acl.h}
5421 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
5422 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
5424 Ottiene i dati delle ACL di un file.
5426 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5427 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5428 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5430 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5431 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
5434 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
5435 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
5436 un file per \func{acl\_get\_file}.
5441 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
5442 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
5443 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un
5444 \textit{pathname} usando \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima
5445 funzione, che può richiedere anche la ACL relativa ad una directory, il
5446 secondo argomento \param{type} consente di specificare se si vuole ottenere la
5447 ACL di default o quella di accesso. Questo argomento deve essere di tipo
5448 \type{acl\_type\_t} e può assumere solo i due valori riportati in
5449 tab.~\ref{tab:acl_type}.
5454 \begin{tabular}{|l|l|}
5456 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5459 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
5460 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
5463 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
5464 \label{tab:acl_type}
5467 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
5468 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
5469 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
5470 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
5471 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
5472 verrà restituita una ACL vuota.
5474 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
5475 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
5477 \headdecl{sys/types.h}
5478 \headdecl{sys/acl.h}
5480 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
5482 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
5484 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5485 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5486 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5488 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5489 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
5490 \param{buf\_p} non è valida.
5496 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
5497 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
5498 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
5499 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
5500 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5501 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5503 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5504 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5505 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5506 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5507 per riga, nella forma:
5509 tipo:qualificatore:permessi
5511 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5512 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5513 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5514 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5515 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
5516 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
5517 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
5520 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5521 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5522 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5523 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5524 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5525 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5526 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5527 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5528 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5529 carattere ``\texttt{\#}''.
5531 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5532 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5533 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5534 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5535 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5537 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5538 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5539 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5541 \headdecl{sys/types.h}
5542 \headdecl{sys/acl.h}
5544 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5546 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5548 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5549 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
5550 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5553 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5554 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5560 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5561 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5562 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5563 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5564 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5565 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5566 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5568 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5569 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5570 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5572 \headdecl{sys/types.h}
5573 \headdecl{sys/acl.h}
5575 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5576 separator, int options)}
5578 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5580 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5581 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
5582 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5584 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5585 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5591 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5592 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5593 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5594 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5596 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5597 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5598 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5599 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5600 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5601 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5602 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5607 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5609 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5612 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5613 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5614 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5615 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5616 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5617 viene generato un commento con i permessi
5618 effettivamente risultanti; il commento è
5619 separato con un tabulatore.\\
5620 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5621 effettivi per ciascuna voce che contiene
5622 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5623 anche quando questi non vengono modificati
5624 da essa; il commento è separato con un
5626 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5627 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5628 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5629 automaticamente il numero di spaziatori
5630 prima degli eventuali commenti in modo da
5631 mantenerli allineati.\\
5634 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5635 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5636 \label{tab:acl_to_text_options}
5639 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5640 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5641 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5642 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5643 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5644 bozza dello standard POSIX.1e.
5646 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5647 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5648 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5649 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5650 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5651 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5652 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5654 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5655 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5656 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5657 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5659 \headdecl{sys/types.h}
5660 \headdecl{sys/acl.h}
5662 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5664 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
5666 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5667 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5668 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5670 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5676 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5677 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5678 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5679 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5680 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5681 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5683 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5684 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5686 \headdecl{sys/types.h}
5687 \headdecl{sys/acl.h}
5689 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5691 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
5693 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5694 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5695 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5697 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5698 \param{size} è negativo o nullo.
5699 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5700 dimensione della rappresentazione della ACL.
5706 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5707 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5708 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5709 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5710 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5711 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5713 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5714 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5715 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5717 \headdecl{sys/types.h}
5718 \headdecl{sys/acl.h}
5720 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5722 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5724 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5725 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5726 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5728 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5729 una rappresentazione corretta di una ACL.
5730 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5731 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5737 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5738 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5739 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5740 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5741 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5744 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5745 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5746 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5747 directory, ed il cui prototipo è:
5749 \headdecl{sys/types.h}
5750 \headdecl{sys/acl.h}
5752 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5755 Imposta una ACL su un file o una directory.
5757 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5758 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5760 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5761 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5762 assegnato a \param{path}.
5763 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5764 ha in valore non corretto.
5765 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5766 dati aggiuntivi della ACL.
5767 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5768 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5770 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5771 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5775 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5776 alla directory indicate dal \textit{pathname} \param{path}, mentre
5777 con \param{type} si indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di
5778 tab.~\ref{tab:acl_type}, ma si tenga presente che le ACL di default possono
5779 essere solo impostate qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre
5780 perché la funzione abbia successo la ACL dovrà essere valida, e contenere
5781 tutti le voci necessarie, unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL
5782 vuota per cancellare la ACL di default associata a
5783 \param{path}.\footnote{questo però è una estensione della implementazione delle
5784 ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e prevedeva l'uso della apposita
5785 funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che prende come unico argomento il
5786 \textit{pathname} della directory di cui si vuole cancellare l'ACL di
5787 default, per i dettagli si ricorra alla pagina di manuale.} La seconda
5788 funzione che consente di impostare una ACL è \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo
5791 \headdecl{sys/types.h}
5792 \headdecl{sys/acl.h}
5794 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5796 Imposta una ACL su un file descriptor.
5798 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5799 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5801 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5802 ha in valore non corretto.
5803 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5804 dati aggiuntivi della ACL.
5805 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5806 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5808 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5812 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5813 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5814 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5815 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5816 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5817 descriptor, la ACL da impostare.
5819 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5820 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5821 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5822 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5823 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5824 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5825 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5826 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5829 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5830 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5831 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5832 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5833 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5834 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5835 singole voci successive alla prima.
5837 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5838 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5839 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5840 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5841 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5842 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5843 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5844 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5845 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5846 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5848 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5851 \subsection{La gestione delle quote disco}
5852 \label{sec:disk_quota}
5854 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5855 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5856 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5857 \itindex{inode} \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la
5858 funzionalità ha senso solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli
5859 utenti\footnote{in genere la si attiva sul filesystem che contiene le
5860 \textit{home} degli utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema
5861 che in genere appartengono all'amministratore.} essa deve essere
5862 esplicitamente richiesta; questo si fa tramite due distinte opzioni di
5863 montaggio, \texttt{usrquota} e \texttt{grpquota} che abilitano le quote
5864 rispettivamente per gli utenti e per i gruppi. Grazie a questo è possibile
5865 usare le limitazioni sulle quote solo sugli utenti o solo sui gruppi.
5867 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5868 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5869 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5870 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5871 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5872 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5873 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5874 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5875 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5877 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5878 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5879 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5880 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5881 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5882 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5883 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5884 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5885 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5886 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5887 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5888 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5889 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5890 verificare e aggiornare i dati.
5892 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5893 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5894 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5895 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5896 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5897 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5898 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5899 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \itindex{inode}
5900 \textit{inode}) e devono pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5902 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5903 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5905 \headdecl{sys/types.h}
5906 \headdecl{sys/quota.h}
5908 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5910 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5912 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5913 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5915 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5916 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5918 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5919 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5920 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5921 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5922 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5923 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5924 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5926 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5928 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5929 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5930 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5931 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5932 filesystem senza quote attivate.
5937 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5938 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5939 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5940 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5941 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5942 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5943 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5946 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5947 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5948 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5950 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5951 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5953 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5954 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5955 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5962 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5964 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5967 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5968 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5969 in \param{addr} il \textit{pathname} al file che
5970 mantiene le quote, che deve esistere, e \param{id}
5971 deve indicare la versione del formato con uno dei
5972 valori di tab.~\ref{tab:quotactl_id_format};
5973 l'operazione richiede i privilegi di
5975 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5976 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5977 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5978 richiede i privilegi di amministratore.\\
5979 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5980 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5981 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5982 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5983 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5984 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5985 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5987 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5988 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5989 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5990 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5991 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5992 di amministratore.\\
5993 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5994 time}) delle quote del filesystem indicato
5995 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5996 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5997 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5998 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5999 struttura \struct{dqinfo} puntata
6000 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
6001 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
6002 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
6003 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
6004 delle quote attualmente in uso sul filesystem
6005 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
6006 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
6007 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
6008 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
6009 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
6010 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
6011 filesystem con quote attive, \param{id}
6012 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
6013 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
6014 relative al sistema delle quote per il filesystem
6015 indicato da \param{dev}, richiede che si
6016 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
6017 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
6018 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
6019 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
6020 più recenti, che espongono la stessa informazione
6021 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
6025 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
6027 \label{tab:quotactl_commands}
6031 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
6032 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
6033 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
6034 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
6035 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
6036 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
6037 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
6038 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
6039 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
6044 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6046 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
6049 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
6050 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
6051 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6052 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
6053 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
6054 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
6055 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
6058 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
6059 \label{tab:quotactl_id_format}
6062 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
6063 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
6064 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
6065 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
6066 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
6067 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
6068 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
6071 \begin{figure}[!htb]
6072 \footnotesize \centering
6073 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6074 \includestruct{listati/dqblk.h}
6077 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
6078 \label{fig:dqblk_struct}
6081 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
6082 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
6083 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
6084 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
6085 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
6086 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
6087 di spazio e \itindex{inode} \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si
6088 sia superato un \textit{soft limit}.
6093 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6095 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6098 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
6099 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
6100 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
6101 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
6102 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
6103 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \itindex{inode} \textit{inode}
6104 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
6105 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
6106 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
6107 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
6108 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
6109 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
6110 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
6111 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
6112 \itindex{inode} \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
6113 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
6114 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
6115 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
6116 \const{QIF\_INODES}.\\
6117 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
6118 \const{QIF\_ITIME}.\\
6119 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6122 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
6123 \label{tab:quotactl_qif_const}
6127 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
6128 delle risorse (blocchi o \itindex{inode} \textit{inode});\footnote{non è
6129 possibile modificare soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft})
6130 occorre sempre rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un
6131 campo apposito, \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono
6132 gli altri campi che devono essere considerati validi. Questo campo è una
6133 maschera binaria che deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle
6134 apposite costanti di tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il
6135 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6137 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
6138 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
6139 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
6140 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
6141 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
6142 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
6143 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
6144 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
6145 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
6146 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
6147 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
6148 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
6150 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
6151 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
6152 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
6153 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
6154 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
6155 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
6156 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
6157 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
6158 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
6160 \begin{figure}[!htb]
6161 \footnotesize \centering
6162 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6163 \includestruct{listati/dqinfo.h}
6166 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
6167 \label{fig:dqinfo_struct}
6170 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
6171 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
6172 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
6173 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
6174 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
6179 \begin{tabular}{|l|l|}
6181 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
6184 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
6185 (\val{dqi\_bgrace}).\\
6186 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
6187 \itindex{inode} (\val{dqi\_igrace}).\\
6188 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
6189 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
6192 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
6193 \label{tab:quotactl_iif_const}
6196 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
6197 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
6198 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
6199 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
6200 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
6202 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
6203 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
6204 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
6205 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
6206 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
6207 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
6208 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
6209 \textit{Repository}.}
6211 \begin{figure}[!htbp]
6212 \footnotesize \centering
6213 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6214 \includecodesample{listati/get_quota.c}
6216 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
6217 \label{fig:get_quota}
6220 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
6221 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
6222 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
6223 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
6224 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
6225 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
6227 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
6228 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
6229 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
6230 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
6231 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
6232 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
6233 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
6234 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
6235 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
6236 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
6238 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
6239 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
6240 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
6241 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
6242 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli \itindex{inode}
6243 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
6244 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
6246 \begin{figure}[!htbp]
6247 \footnotesize \centering
6248 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6249 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
6251 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
6252 \label{fig:set_block_quota}
6255 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
6256 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
6257 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
6258 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
6259 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
6260 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
6261 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
6262 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
6264 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
6265 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
6266 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
6267 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
6268 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
6269 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
6272 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
6273 \label{sec:proc_capabilities}
6275 \itindbeg{capabilities}
6277 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
6278 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
6279 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
6280 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
6281 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
6282 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
6283 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
6284 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
6285 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
6286 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
6287 la marcatura di immutabilità.}
6289 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
6290 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
6291 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
6292 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
6293 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
6294 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
6295 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
6297 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
6298 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
6299 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
6300 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
6301 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
6302 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
6303 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
6304 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
6306 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
6307 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
6308 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
6309 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
6310 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
6311 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
6312 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
6313 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
6314 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
6315 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
6316 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
6319 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
6320 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
6321 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
6322 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
6323 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
6324 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
6325 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
6326 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
6327 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
6328 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
6329 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
6330 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
6331 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
6333 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
6334 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
6335 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
6336 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
6337 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
6338 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
6339 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
6340 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
6341 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
6342 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
6343 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
6344 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
6345 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
6346 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
6348 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
6349 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
6350 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
6351 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
6352 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
6353 \textit{file capabilities} è il seguente:
6354 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
6355 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6356 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
6357 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
6358 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
6359 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
6360 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
6361 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
6363 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6364 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
6365 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
6366 chiamata ad \func{exec}.
6367 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
6368 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
6369 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
6370 compiute dal processo.
6371 \label{sec:capabilities_set}
6374 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
6375 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
6376 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
6377 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
6378 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
6379 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
6380 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
6381 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
6382 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
6383 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
6384 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
6385 loro significato è diverso:
6386 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
6387 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
6388 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
6389 capacità \textsl{permesse} del processo.
6390 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
6391 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
6392 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
6393 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
6395 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
6396 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
6397 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
6398 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
6399 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
6402 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
6404 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
6405 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
6406 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
6407 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
6408 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
6409 casistica assai complessa.
6411 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
6412 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
6413 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
6414 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
6415 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
6416 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
6417 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
6418 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
6419 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
6420 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
6421 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
6422 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
6424 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
6425 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
6426 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
6427 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
6428 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
6429 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
6430 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
6431 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
6432 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
6433 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
6436 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
6437 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
6438 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
6439 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
6440 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
6441 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
6443 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
6444 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
6445 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
6446 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
6447 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
6448 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
6449 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
6450 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
6451 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
6453 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
6454 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
6455 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
6456 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
6457 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
6458 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
6459 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
6461 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
6462 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
6463 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
6464 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
6465 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
6466 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
6467 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
6468 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
6469 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
6470 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
6471 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
6473 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
6474 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
6475 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
6476 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
6477 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
6478 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
6479 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
6480 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
6481 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
6482 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
6483 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
6484 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
6485 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
6486 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
6489 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
6490 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
6491 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
6492 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
6493 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
6494 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
6495 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
6496 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
6497 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
6498 attraverso una \func{exec}.
6500 \begin{figure}[!htbp]
6501 \footnotesize \centering
6502 \begin{minipage}[c]{12cm}
6503 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
6505 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
6507 \label{fig:cap_across_exec}
6510 \itindend{capabilities~bounding~set}
6512 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
6513 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
6514 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
6515 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
6516 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
6517 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
6518 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
6519 privilegi originali dal processo.
6521 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
6522 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
6523 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
6524 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
6525 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
6526 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
6527 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
6528 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
6530 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
6531 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6532 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6533 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6534 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6535 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6536 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6539 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6540 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6541 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6542 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6543 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6544 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6545 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6546 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6547 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6548 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6549 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6550 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6551 \textit{permitted set}.
6552 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6553 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6554 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6555 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6556 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6557 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6558 set} che l'\textit{effective set}.
6560 \label{sec:capability-uid-transition}
6562 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6563 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6564 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6565 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6566 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6567 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6568 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6569 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6571 \itindbeg{securebits}
6573 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6574 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6575 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6576 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6577 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6578 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6579 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6580 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6585 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6587 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6590 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6591 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6592 \ids{UID} passano ad un valore non
6593 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6594 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6595 elenco), sostituisce il precedente uso
6596 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6598 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6599 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6600 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6601 dei gruppi \textit{effective} e
6602 \textit{file system} (regole di compatibilità
6603 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6604 precedente elenco).\\
6605 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6606 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6607 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6608 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6609 all'amministratore (regola di compatibilità
6610 per l'esecuzione di programmi senza
6611 \textit{capabilities}).\\
6614 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6615 \textit{securebits}.}
6616 \label{tab:securebits_values}
6619 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6620 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6621 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6622 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6623 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6624 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6625 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6626 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6627 \const{SECURE\_NOROOT}.
6629 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6630 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6631 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6632 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6633 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6634 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6635 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6636 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6637 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6639 \itindend{securebits}
6641 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6642 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6643 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6644 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6645 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6646 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6647 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6648 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6649 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6651 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6652 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6654 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6655 % http://lwn.net/Articles/280279/
6656 % http://lwn.net/Articles/256519/
6657 % http://lwn.net/Articles/211883/
6660 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6661 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6662 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6663 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6664 capabilities}) e dalle definizioni in
6665 \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato al kernel 2.6.26.} la
6666 tabella è divisa in due parti, la prima riporta le \textit{capabilities}
6667 previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la seconda quelle
6668 specifiche di Linux. Come si può notare dalla tabella alcune
6669 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
6670 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
6671 opportuno dettagliare maggiormente.
6673 \begin{table}[!h!btp]
6676 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6678 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6682 % POSIX-draft defined capabilities.
6684 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6685 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6686 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6687 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6688 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6689 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6690 proprietario di un file (vedi
6691 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6692 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6693 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6694 file,\footnotemark (vedi
6695 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6696 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6697 permessi di lettura ed esecuzione per
6699 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6700 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6701 proprietà di un file per tutte
6702 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6703 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6704 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6705 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6706 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6707 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6708 per i quali sono impostati viene modificato da
6709 un processo senza questa capacità e la capacità
6710 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6711 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6713 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6714 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6715 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6716 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6717 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6719 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6720 processi, sia il principale che i supplementari,
6721 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6722 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6723 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6724 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6725 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6726 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6727 delle credenziali coi socket \textit{unix
6728 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6730 % Linux specific capabilities
6733 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6734 locking} \itindex{memory~locking} con le
6735 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6736 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6737 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6738 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6739 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6740 per le operazioni sugli oggetti di
6741 intercomunicazione fra processi (vedi
6742 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6743 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6744 \itindex{file~lease} (vedi
6745 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6746 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6748 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6749 attributi \textit{immutable} e
6750 \itindex{append~mode} \textit{append-only} (vedi
6751 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) se
6753 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6754 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6755 con \func{mknod} (vedi
6756 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6757 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6758 privilegiate sulla rete.\\
6759 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6760 su porte riservate (vedi
6761 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6762 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6763 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6764 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6765 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6766 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6767 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6768 \textit{capabilities}.\\
6769 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6771 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6772 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6773 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6774 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6775 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6776 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6777 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6778 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6779 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6781 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6782 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6783 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6784 \textit{accounting} dei processi (vedi
6785 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6786 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6788 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6789 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6790 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6791 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6792 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6794 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6795 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6796 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6797 della console, con la funzione
6799 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6800 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6801 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6802 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6803 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6804 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6805 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6806 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6809 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6811 \label{tab:proc_capabilities}
6814 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6815 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6816 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6819 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6820 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6821 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6822 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6823 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6824 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6825 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6826 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6827 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6828 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6831 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6832 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6833 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6834 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6835 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6836 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6837 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6838 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6839 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6840 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6842 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6843 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6844 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6845 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6846 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6847 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6848 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6849 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6850 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6851 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6852 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6853 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6854 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6855 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6857 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6858 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6859 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6860 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6861 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6862 tabella di instradamento.
6864 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6865 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6866 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6867 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6868 sez.~\ref{sec:filesystem_mounting}), effettuare operazioni di controllo su
6869 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6870 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6871 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario nella
6872 trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6873 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6874 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6875 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6876 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6877 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6878 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6879 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6880 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6881 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6883 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6884 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6885 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6886 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6887 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6888 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6889 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6890 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6891 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6892 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6894 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6895 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6896 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6897 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6898 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6899 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6900 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6901 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6903 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6904 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6905 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6906 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6907 loro rispettivi prototipi sono:
6909 \headdecl{sys/capability.h}
6911 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6912 Legge le \textit{capabilities}.
6914 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6916 Imposta le \textit{capabilities}.
6919 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6920 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6922 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6923 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6924 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6925 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6926 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6927 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6928 \const{CAP\_SETPCAP}.
6930 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6934 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6935 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6936 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6937 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6938 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6939 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6940 \headfile{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
6941 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
6944 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6945 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6946 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6947 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6948 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6949 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6950 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6951 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6952 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6954 \begin{figure}[!htb]
6957 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6958 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6961 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6962 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6963 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6964 \label{fig:cap_kernel_struct}
6967 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6968 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6969 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6970 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6971 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6972 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6973 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6974 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6975 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6976 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6977 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6978 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6979 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6980 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6981 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6982 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6983 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6984 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6985 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6986 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6987 puntatore ad una singola struttura.}
6989 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6990 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6991 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6992 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6993 dello standard POSIX.1e, non fanno parte della \acr{glibc} e sono fornite in
6994 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6995 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6996 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6997 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6999 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
7000 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
7001 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
7002 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
7003 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
7004 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
7005 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
7006 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
7007 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
7008 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
7009 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
7012 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
7013 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
7014 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
7016 \headdecl{sys/capability.h}
7018 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
7019 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
7021 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
7022 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
7023 valore \errval{ENOMEM}.
7027 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
7028 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
7029 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
7030 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
7031 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
7032 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
7033 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
7036 \headdecl{sys/capability.h}
7038 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
7039 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
7041 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7042 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7046 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
7047 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
7048 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
7049 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
7050 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
7051 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
7052 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
7053 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
7054 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
7056 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
7057 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
7059 \headdecl{sys/capability.h}
7061 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
7062 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
7064 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
7065 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
7066 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
7070 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
7071 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
7072 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
7073 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
7074 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
7075 potranno essere modificati in maniera completamente
7076 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
7077 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
7079 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
7080 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
7081 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
7083 \headdecl{sys/capability.h}
7085 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
7086 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
7087 \textit{capabilities}.
7089 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7090 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7094 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
7095 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
7096 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
7097 creazione con \func{cap\_init}.
7102 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
7104 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
7107 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
7108 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
7109 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
7112 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
7113 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
7114 \label{tab:cap_set_identifier}
7117 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
7118 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
7119 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
7122 \headdecl{sys/capability.h}
7124 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
7126 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
7127 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
7129 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7130 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
7133 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
7134 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
7135 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
7136 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
7137 definizione che si trova in \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori
7138 illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
7140 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
7141 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
7144 \headdecl{sys/capability.h}
7145 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
7147 Confronta due \textit{capability state}.
7149 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
7150 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
7153 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
7154 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
7155 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
7156 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
7157 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
7158 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
7160 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
7161 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
7164 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
7165 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
7166 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
7167 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
7168 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
7170 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
7171 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
7172 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
7173 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
7174 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
7176 \headdecl{sys/capability.h}
7178 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
7179 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
7180 Legge il valore di una \textit{capability}.
7182 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
7183 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
7184 Imposta il valore di una \textit{capability}.
7186 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7187 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
7191 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
7192 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
7193 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
7194 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
7196 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
7197 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
7198 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
7199 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
7200 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
7201 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
7202 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
7203 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
7204 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
7206 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
7207 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
7208 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
7209 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
7214 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
7216 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
7219 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
7220 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
7223 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
7224 indica lo stato di una capacità.}
7225 \label{tab:cap_value_type}
7228 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
7229 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
7230 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
7231 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
7232 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
7233 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
7234 lo stato di una capacità alla volta.
7236 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
7237 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
7238 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
7239 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
7240 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
7241 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
7242 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
7243 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
7245 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
7246 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
7247 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
7248 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
7249 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
7250 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
7252 \headdecl{sys/capability.h}
7254 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
7256 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
7258 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
7259 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
7260 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
7265 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
7266 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
7267 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
7268 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
7269 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
7270 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
7272 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
7273 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
7274 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
7275 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
7276 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
7277 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
7279 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
7280 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
7281 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
7282 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
7283 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
7284 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
7285 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
7286 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
7287 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
7289 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
7290 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
7291 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
7292 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
7293 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
7294 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
7295 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
7296 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
7298 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
7299 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
7300 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
7301 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
7302 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
7303 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
7304 doverlo scrivere esplicitamente.
7306 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
7307 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
7308 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
7309 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
7310 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
7311 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
7312 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
7313 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
7314 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
7315 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
7316 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
7317 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
7320 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
7321 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
7324 \headdecl{sys/capability.h}
7326 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
7328 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
7330 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
7331 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
7332 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
7335 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
7336 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
7337 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
7338 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
7339 con \func{cap\_free}.
7341 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
7342 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
7343 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
7344 \funcd{cap\_to\_name} e \funcd{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
7345 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
7347 \headdecl{sys/capability.h}
7349 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
7350 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
7351 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
7352 testuale e viceversa.
7354 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
7355 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
7356 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
7357 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
7361 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
7362 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
7363 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
7364 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
7365 stringa \param{name}.
7367 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
7368 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
7369 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
7370 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
7371 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
7372 processo corrente, il suo prototipo è:
7374 \headdecl{sys/capability.h}
7376 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
7377 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
7379 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
7380 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
7381 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
7384 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
7385 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
7386 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
7387 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
7388 non sarà più utilizzato.
7390 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
7391 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
7392 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
7393 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
7394 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
7395 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
7397 \headdecl{sys/capability.h}
7399 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
7400 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
7402 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7403 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
7404 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
7407 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
7409 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
7410 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
7411 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
7412 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
7413 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
7414 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
7415 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
7416 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
7420 CapInh: 0000000000000000
7421 CapPrm: 00000000fffffeff
7422 CapEff: 00000000fffffeff
7426 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
7427 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
7428 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
7431 \headdecl{sys/capability.h}
7433 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
7434 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
7436 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
7437 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
7438 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
7442 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
7443 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
7444 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
7445 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
7446 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
7447 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
7448 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
7449 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
7450 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
7451 (neanche per le parti eventualmente permesse).
7453 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
7454 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
7455 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
7456 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
7457 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
7458 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
7459 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
7461 \begin{figure}[!htbp]
7462 \footnotesize \centering
7463 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
7464 \includecodesample{listati/getcap.c}
7467 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
7468 \label{fig:proc_getcap}
7471 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
7472 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
7473 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
7474 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
7475 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
7476 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
7477 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
7478 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
7479 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
7482 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
7483 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
7484 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
7485 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
7488 \itindend{capabilities}
7490 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
7491 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
7495 \subsection{La gestione dei {chroot}}
7496 \label{sec:file_chroot}
7498 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
7499 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
7501 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
7502 % e le funzionalità di isolamento dei container
7504 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
7505 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
7506 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
7509 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
7511 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
7512 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro, ha anche una directory
7513 \textsl{radice}\footnote{entrambe sono contenute in due campi (rispettivamente
7514 \var{pwd} e \var{root}) di \kstruct{fs\_struct}; vedi
7515 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo di norma corrispondente
7516 alla radice dell'albero di file e directory come visto dal kernel (ed
7517 illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo il significato
7518 specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
7519 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
7520 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
7521 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
7522 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
7523 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
7524 cambiando questa directory, così come si fa coi
7525 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la
7526 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro.
7528 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
7529 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
7530 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
7531 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
7532 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
7534 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
7535 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7536 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7537 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7538 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7541 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7542 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7544 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7546 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7547 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7548 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7550 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7551 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7552 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7553 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7554 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7555 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7556 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7557 \textsl{imprigionato}.
7559 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7560 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7561 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7562 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7565 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7566 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7567 resta con \index{directory~di~lavoro} la directory di lavoro fuori dalla
7568 \textit{chroot jail}, potrà comunque accedere a tutto il resto del filesystem
7569 usando \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
7570 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
7571 potranno (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva
7574 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7575 portare la sua \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro fuori dalla
7576 \textit{chroot jail} in cui si trova. Basta infatti creare una nuova
7577 \textit{chroot jail} con l'uso di \func{chroot} su una qualunque directory
7578 contenuta nell'attuale directory di lavoro. Per questo motivo l'uso di questa
7579 funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei privilegi di root
7580 per le sue normali operazioni.
7582 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7583 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7584 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7585 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7586 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7587 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7591 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7592 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7594 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7595 % parte diversa se è il caso.
7597 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7598 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7599 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7600 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7601 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7602 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7603 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7604 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7605 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7606 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7607 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7608 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7609 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7610 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7611 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7612 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7613 % LocalWords: strcmp direntry while current working home shell pwd get stddef
7614 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7615 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7616 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7617 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7618 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7619 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7620 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7621 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7622 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7623 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7624 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7625 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7626 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7627 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7628 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7629 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7630 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7631 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7632 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7633 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7634 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7635 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7636 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7637 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7638 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7639 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7640 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7641 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7642 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7643 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7644 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7645 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7646 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7647 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7648 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7649 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7650 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7651 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7652 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7653 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7654 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7655 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7656 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7657 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7658 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll ln
7659 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img du
7660 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7661 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7662 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7663 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7664 % LocalWords: bind DIRSYNC lsattr Hierarchy FHS SHARED UNBINDABLE shared REC
7665 % LocalWords: subtree SILENT log unbindable BUSY EAGAIN EXPIRE DETACH NOFOLLOW
7666 % LocalWords: lazy encfs sshfs setfsent getfsent getfsfile getfsspec endfsent
7667 % LocalWords: setmntent getmntent addmntent endmntent hasmntopt such offsetof
7668 % LocalWords: member scan attack EOVERFLOW BITS blkcnt rdev
7670 %%% Local Variables:
7672 %%% TeX-master: "gapil"