Uniformate la tabelle, riletta la sezione su epoll, altre correzioni
[gapil.git] / filedir.tex
1 %% filedir.tex
2 %%
3 %% Copyright (C) 2000-2007 Simone Piccardi.  Permission is granted to
4 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
5 %% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
6 %% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
7 %% with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover Texts.  A copy of the
8 %% license is included in the section entitled "GNU Free Documentation
9 %% License".
10 %%
11
12 \chapter{File e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
14
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando dalle funzioni di libreria che si usano per
17 copiarli, spostarli e cambiarne i nomi. Esamineremo poi l'interfaccia che
18 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory ed alla fine
19 faremo una trattazione dettagliata su come è strutturato il sistema base di
20 protezioni e controllo dell'accesso ai file e sulle funzioni che ne permettono
21 la gestione. Tutto quello che riguarda invece la manipolazione del contenuto
22 dei file è lasciato ai capitoli successivi.
23
24
25
26 \section{La gestione di file e directory}
27 \label{sec:file_dir}
28
29 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like la
30 gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
31 direttamente dall'architettura del sistema. 
32
33 In questa sezione esamineremo le funzioni usate per la manipolazione di file e
34 directory, per la creazione di link simbolici e diretti, per la gestione e la
35 lettura delle directory.
36
37 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
38 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
39 riguarda il comportamento delle varie funzioni.
40
41
42 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
43 \label{sec:file_link}
44
45 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
46 dei nomi fittizi (come gli alias del MacOS o i collegamenti di Windows o i
47 nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
48 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
49
50 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
51 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
52 la gestione dei file (ed in particolare quanto trattato in
53 sez.~\ref{sec:file_arch_func}) ci sono due metodi sostanzialmente diversi per
54 fare questa operazione.
55
56 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
57 file su disco avviene passando attraverso il suo \index{inode} inode, che è la
58 struttura usata dal kernel che lo identifica univocamente all'interno di un
59 singolo filesystem. Il nome del file che si trova nella voce di una directory
60 è solo un'etichetta, mantenuta all'interno della directory, che viene
61 associata ad un puntatore che fa riferimento al suddetto inode.
62
63 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
64 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
65 diversi, dati da altrettante diverse associazioni allo stesso \index{inode}
66 inode di etichette diverse in directory diverse. Si noti anche che nessuno di
67 questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza o originalità
68 rispetto agli altri, in quanto tutti fanno comunque riferimento allo stesso
69 \index{inode} inode.
70
71 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
72 \index{inode} inode già esistente si utilizza la funzione \func{link}; si
73 suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
74 \textit{hard link}).  Il prototipo della funzione è:
75 \begin{prototype}{unistd.h}
76 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
77   Crea un nuovo collegamento diretto.
78   
79   \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
80     errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
81   \begin{errlist}
82   \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
83     stesso filesystem.
84   \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
85     \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
86   \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
87     già.
88   \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
89     numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
90     sez.~\ref{sec:sys_limits}).
91   \end{errlist}
92   ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
93   \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
94   \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
95 \end{prototype}
96
97 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
98 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}.  Per quanto detto la
99 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
100 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
101 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
102 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
103 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
104 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
105  
106 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
107 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
108 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
109 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
110 con il filesystem \acr{vfat} di Windows).
111
112 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
113 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
114 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
115 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
116 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
117 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
118 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
119 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
120 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
121
122 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
123 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
124 nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è stata completamente
125 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
126 funzione restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
127
128 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
129 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
130 suo prototipo è il seguente:
131 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
132
133   Cancella un file.
134   
135   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
136     errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
137     \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
138   \begin{errlist}
139   \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
140     \footnotemark
141   \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
142   lettura.
143   \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
144   \end{errlist}
145   ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
146   \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
147   \errval{EIO}.}
148 \end{prototype}
149
150 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
151   l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
152   Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
153   \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
154   abbia privilegi sufficienti.}
155
156 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
157 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \index{inode}
158 inode. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel caso di
159 socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove il
160 nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
161 possono continuare ad utilizzarlo.
162
163 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
164 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
165 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
166 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
167 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
168 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
169 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
170 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
171
172 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
173 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
174 \index{inode} nell'inode devono essere effettuati in maniera atomica (si veda
175 sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni fra le due
176 operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite una
177 singola system call.
178
179 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
180 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
181   count} mantenuto \index{inode} nell'inode diventa zero lo spazio occupato su
182 disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge sempre
183 un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
184   cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
185   file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
186   \index{inode} inode ad essi relativi. Prima di procedere alla cancellazione
187   dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il kernel controlla
188   anche questa tabella, per verificare che anche in essa non ci sia più nessun
189   riferimento all'inode in questione.} e cioè che non ci siano processi che
190 abbiano il suddetto file aperto).
191
192 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
193 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
194 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
195 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
196 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
197 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
198 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
199 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
200
201
202 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
203 \label{sec:file_remove}
204
205 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
206 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
207 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
208 funzione \funcd{remove}. 
209
210 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
211 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
212 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
213 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
214 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
215   Cancella un nome dal filesystem. 
216   
217   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
218     errore, nel qual caso il file non viene toccato.
219     
220     I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
221     utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
222     descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
223 \end{prototype}
224
225 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
226   \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
227   semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
228   le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
229 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
230 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
231 ancora in uso.
232
233 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
234 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
235   funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
236   standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
237 è:
238 \begin{prototype}{stdio.h}
239   {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)} 
240   
241   Rinomina un file.
242   
243   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
244     errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
245     \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
246   \begin{errlist} 
247   \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
248     \param{oldpath} non è una directory.
249   \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
250     stesso filesystem.
251   \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
252     non vuota.
253   \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
254     parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
255     sistema (come mount point).
256   \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
257     \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
258     sotto-directory di se stessa.
259   \item[\errcode{ENOTDIR}] Uno dei componenti dei \itindex{pathname}
260     \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
261     \param{newpath} esiste e non è una directory.
262   \end{errlist} 
263   ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
264   \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
265   \errval{ENOSPC}.}
266 \end{prototype}
267
268 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
269 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
270 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
271
272 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
273 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
274 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
275 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
276 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
277
278 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
279 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
280 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
281 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
282 \errcode{EINVAL}.
283
284 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
285 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
286 file.  Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
287 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
288 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
289 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
290 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
291
292 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
293 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
294 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
295 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
296 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
297 eseguita.
298
299 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
300 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
301 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
302 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
303 riferimento allo stesso file.
304
305
306 \subsection{I link simbolici}
307 \label{sec:file_symlink}
308
309 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
310 riferimenti agli \index{inode} inode, pertanto può funzionare soltanto per file
311 che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un filesystem di tipo Unix.
312 Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito eseguire un link diretto
313 ad una directory.
314
315 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
316 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
317 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
318 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
319 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
320 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
321 file che non esistono ancora.
322
323 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
324 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
325   tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale nell'inode, e
326   riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode} della struttura
327   \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).}  per cui alcune funzioni di
328 libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono come argomento un
329 link simbolico vengono automaticamente applicate al file da esso specificato.
330 La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico è \funcd{symlink},
331 ed il suo prototipo è:
332 \begin{prototype}{unistd.h}
333   {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)} 
334   Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
335   \param{oldpath}.
336   
337   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
338     errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
339   \begin{errlist}
340   \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
341     supporta i link simbolici.
342   \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
343     \param{oldpath} è una stringa vuota.
344   \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
345   \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
346     lettura.
347   \end{errlist}
348   ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
349   \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
350   \errval{EIO}.}
351 \end{prototype}
352
353 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
354 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
355 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
356 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
357 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
358
359 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
360 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
361 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
362 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
363 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
364 direttamente sul suo contenuto.
365 \begin{table}[htb]
366   \centering
367   \footnotesize
368   \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
369     \hline
370     \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
371     \hline 
372     \hline 
373     \func{access}   & $\bullet$ & --        \\
374     \func{chdir}    & $\bullet$ & --        \\
375     \func{chmod}    & $\bullet$ & --        \\
376     \func{chown}    & --        & $\bullet$ \\
377     \func{creat}    & $\bullet$ & --        \\
378     \func{exec}     & $\bullet$ & --        \\
379     \func{lchown}   & $\bullet$ & $\bullet$ \\
380     \func{link}     & --        & --        \\
381     \func{lstat}    & --        & $\bullet$ \\
382     \func{mkdir}    & $\bullet$ & --        \\
383     \func{mkfifo}   & $\bullet$ & --        \\
384     \func{mknod}    & $\bullet$ & --        \\
385     \func{open}     & $\bullet$ & --        \\
386     \func{opendir}  & $\bullet$ & --        \\
387     \func{pathconf} & $\bullet$ & --        \\
388     \func{readlink} & --        & $\bullet$ \\
389     \func{remove}   & --        & $\bullet$ \\
390     \func{rename}   & --        & $\bullet$ \\
391     \func{stat}     & $\bullet$ & --        \\
392     \func{truncate} & $\bullet$ & --        \\
393     \func{unlink}   & --        & $\bullet$ \\
394     \hline 
395   \end{tabular}
396   \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
397   \label{tab:file_symb_effect}
398 \end{table}
399
400 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
401 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
402 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
403 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
404 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
405
406 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
407 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
408 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
409 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
410 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
411 \begin{prototype}{unistd.h}
412 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)} 
413   Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
414   \param{buff} di dimensione \param{size}.
415   
416   \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
417     \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
418     \var{errno} assumerà i valori:
419   \begin{errlist}
420   \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
421     non è positiva.
422   \end{errlist}
423   ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
424   \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
425   \errval{ENOMEM}.}
426 \end{prototype}
427
428 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
429 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
430 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
431 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
432
433 \begin{figure}[htb]
434   \centering
435   \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
436   \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
437   \label{fig:file_link_loop}
438 \end{figure}
439
440 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
441 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
442 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
443 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
444 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
445   fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
446   (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
447   da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
448   directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
449   visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
450   su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
451
452 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
453 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
454 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
455 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
456 \file{/boot/boot/boot} e così via.
457
458 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
459 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
460 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
461 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
462 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
463
464 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
465 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
466 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
467 tipo:
468 \begin{verbatim}
469 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
470 \end{verbatim}%$
471 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
472 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
473 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
474 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
475 \begin{verbatim}
476 $ cat temporaneo
477 cat: temporaneo: No such file or directory
478 \end{verbatim}%$
479 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
480 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
481
482
483 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory} 
484 \label{sec:file_dir_creat_rem}
485
486 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
487 elenchi di nomi ed \index{inode} inode, non è possibile trattarle come file
488 ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso una
489 opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche, attraverso
490   l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei suddetti
491   elenchi.}  La funzione usata per creare una directory è \funcd{mkdir}, ed il
492 suo prototipo è:
493 \begin{functions}
494   \headdecl{sys/stat.h}
495   \headdecl{sys/types.h}
496   \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)} 
497
498   Crea una nuova directory.
499   
500   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
501     errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
502   \begin{errlist}
503   \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
504     già.
505   \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
506     cui si vuole inserire la nuova directory.
507   \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
508     directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
509     perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
510     maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
511     avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
512     presentarsi.
513   \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
514     la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
515   \end{errlist}
516   ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
517   \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
518   \errval{EROFS}.}
519 \end{functions}
520
521 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
522 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
523 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
524 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
525 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
526
527 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
528 directory viene creata sono specificati dall'argomemto \param{mode}, i cui
529 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
530 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
531 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}).  La titolarità della nuova
532 directory è impostata secondo quanto riportato in
533 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
534
535 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
536 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
537 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)} 
538   Cancella una directory.
539
540   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
541     errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
542   \begin{errlist}
543   \item[\errcode{EPERM}] Il filesystem non supporta la cancellazione di
544     directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
545     \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'user-ID effettivo
546     del processo non corrisponde al proprietario della directory.
547   \item[\errcode{EACCES}] Non c'è il permesso di scrittura per la directory
548     che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
549     di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
550     \param{dirname}.
551   \item[\errcode{EBUSY}] La directory specificata è la directory di lavoro o la
552     radice di qualche processo.
553   \item[\errcode{ENOTEMPTY}] La directory non è vuota.
554   \end{errlist}
555   ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
556   \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
557 \end{prototype}
558
559 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
560 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
561 ``\file{..}'').  Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
562 \textit{pathname} assoluto o relativo.
563
564 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
565 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \index{inode} all'inode della
566 directory non diventa nullo e nessun processo ha la directory aperta lo spazio
567 occupato su disco non viene rilasciato. Se un processo ha la directory aperta
568 la funzione rimuove il link \index{inode} all'inode e nel caso sia l'ultimo,
569 pure le voci standard ``\file{.}'' e ``\file{..}'', a questo punto il kernel
570 non consentirà di creare più nuovi file nella directory.
571
572
573 \subsection{La creazione di file speciali}
574 \label{sec:file_mknod}
575
576 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
577 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
578 degli altri tipi di file speciali, come i \index{file!di~dispositivo} file di
579 dispositivo e le fifo (i socket sono un caso a parte, che tratteremo in
580 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
581
582 La manipolazione delle caratteristiche di questi file e la loro cancellazione
583 può essere effettuata con le stesse funzioni che operano sui file regolari; ma
584 quando li si devono creare sono necessarie delle funzioni apposite. La prima
585 di queste funzioni è \funcd{mknod}, il suo prototipo è:
586 \begin{functions}
587   \headdecl{sys/types.h}
588   \headdecl{sys/stat.h}
589   \headdecl{fcntl.h}
590   \headdecl{unistd.h}
591   \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)} 
592   
593   Crea un inode, si usa per creare i file speciali.
594   
595   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
596     errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
597   \begin{errlist}
598   \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti a creare l'inode, o
599     il filesystem su cui si è cercato di creare \param{pathname} non supporta
600     l'operazione.
601   \item[\errcode{EINVAL}] Il valore di \param{mode} non indica un file, una
602     fifo o un dispositivo.
603   \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
604   \end{errlist}
605   ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
606   \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
607   \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
608 \end{functions}
609
610 La funzione permette di creare un file speciale, ma si può usare anche per
611 creare file regolari e fifo; l'argomento \param{mode} specifica il tipo di
612 file che si vuole creare ed i relativi permessi, secondo i valori riportati in
613 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che vanno combinati con un OR binario. I
614 permessi sono comunque modificati nella maniera usuale dal valore di
615 \var{umask} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
616
617 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra: \const{S\_IFREG} per
618 un file regolare (che sarà creato vuoto), \const{S\_IFBLK} per un dispositivo
619 a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un dispositivo a caratteri e \const{S\_IFIFO}
620 per una fifo. Un valore diverso comporterà l'errore \errcode{EINVAL}. Qualora
621 si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo, il valore di
622 \param{dev} viene usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento.
623
624 Solo l'amministratore può creare un file di dispositivo o un file regolare
625 usando questa funzione; ma in Linux\footnote{la funzione non è prevista dallo
626   standard POSIX, e deriva da SVr4, con appunto questa differenza e diversi
627   codici di errore.} l'uso per la creazione di una fifo è consentito anche
628 agli utenti normali.
629
630 I nuovi \index{inode} inode creati con \func{mknod} apparterranno al
631 proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si sia
632 attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la semantica
633 BSD per il filesystem (si veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in
634 cui si va a creare \index{inode} l'inode.
635
636 Per creare una fifo (un file speciale, su cui torneremo in dettaglio in
637 sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe}) lo standard POSIX specifica l'uso della funzione
638 \funcd{mkfifo}, il cui prototipo è:
639 \begin{functions}
640   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h} 
641   
642   \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)} 
643   
644   Crea una fifo.
645   
646   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
647     errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
648     \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
649     \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
650 \end{functions}
651
652 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
653 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
654 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
655 modificati dal valore di \var{umask}.
656
657
658
659 \subsection{Accesso alle directory}
660 \label{sec:file_dir_read}
661
662 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
663 delle liste di nomi ed \index{inode} inode, per il ruolo che rivestono nella
664 struttura del sistema, non possono essere trattate come dei normali file di
665 dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del filesystem, solo
666 il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non può essere un
667 processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali funzioni di
668 scrittura.
669
670 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
671 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
672 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
673 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
674 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
675 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
676 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
677 funzione per la lettura delle directory.
678
679 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni sono
680   previste pure in BSD e SVID.} che ha introdotto una apposita interfaccia per
681 la lettura delle directory, basata sui cosiddetti \textit{directory stream}
682 (chiamati così per l'analogia con i file stream dell'interfaccia standard di
683 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
684 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
685 \begin{functions}
686   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
687   
688   \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)} 
689   
690   Apre un \textit{directory stream}.
691   
692   \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
693     in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
694     assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
695     \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
696 \end{functions}
697
698 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
699 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
700 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
701 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
702 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
703 directory.
704
705 Dato che le directory sono comunque dei file, in alcuni casi può servire
706 conoscere il \textit{file descriptor} associato ad un \textit{directory
707   stream}, a questo scopo si può usare la funzione \funcd{dirfd}, il cui
708 prototipo è:
709 \begin{functions}
710   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
711   
712   \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)} 
713   
714   Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
715   
716   \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
717     caso di successo e -1 in caso di errore.}
718 \end{functions}
719
720 La funzione\footnote{questa funzione è una estensione di BSD non presente in
721   POSIX, introdotta con BSD 4.3-Reno; è presente in Linux con le libc5 (a
722   partire dalla versione 5.1.2) e con le \acr{glibc}.} restituisce il file
723 descriptor associato al \textit{directory stream} \param{dir}, essa è
724 disponibile solo definendo \macro{\_BSD\_SOURCE} o \macro{\_SVID\_SOURCE}. Di
725 solito si utilizza questa funzione in abbinamento alla funzione \func{fchdir}
726 per cambiare la directory di lavoro (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}) a
727 quella relativa allo stream che si sta esaminando.
728
729 La lettura di una voce della directory viene effettuata attraverso la funzione
730 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
731 \begin{functions}
732   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
733   
734   \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
735   
736   Legge una voce dal \textit{directory stream}.
737   
738   \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
739     dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di descrittore
740     non valido \var{errno} assumerà il valore \errval{EBADF}, il valore
741     \val{NULL} viene restituito anche quando si raggiunge la fine dello
742     stream.}
743 \end{functions}
744
745 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
746 successiva.  I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent} (la
747 cui definizione\footnote{la definizione è quella usata a Linux, che si trova
748   nel file \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza
749   del campo \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file (ed
750   infatti la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN} non è definita).}  è
751 riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}). La funzione restituisce il
752 puntatore alla struttura; si tenga presente però che quest'ultima è allocata
753 staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le volte che si ripete la
754 lettura di una voce sullo stesso stream.
755
756 Di questa funzione esiste anche una versione rientrante, \func{readdir\_r},
757 che non usa una struttura allocata staticamente, e può essere utilizzata anche
758 con i thread; il suo prototipo è:
759 \begin{functions}
760   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
761   
762   \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
763           struct dirent **result)}
764   
765   Legge una voce dal \textit{directory stream}.
766   
767   \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
768     errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
769 \end{functions}
770
771 La funzione restituisce in \param{result} (come
772 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
773 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
774 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry}
775 (anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente).
776
777 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
778 presenti nella directory; sia BSD che SVr4\footnote{POSIX prevede invece solo
779   la presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
780   definito come alias di quest'ultimo. Il campo \var{d\_name} è considerato
781   dipendente dall'implementazione.} prevedono che siano sempre presenti il
782 campo \var{d\_name}, che contiene il nome del file nella forma di una stringa
783 terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica una lunghezza,
784   ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del campo è
785   definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256 byte
786   usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero di
787 \index{inode} inode cui il file è associato (di solito corrisponde al campo
788 \var{st\_ino} di \struct{stat}).
789
790 \begin{figure}[!htb]
791   \footnotesize \centering
792   \begin{minipage}[c]{15cm}
793     \includestruct{listati/dirent.c}
794   \end{minipage} 
795   \normalsize 
796   \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei 
797     file.}
798   \label{fig:file_dirent_struct}
799 \end{figure}
800
801 La presenza di ulteriori campi opzionali è segnalata dalla definizione di
802 altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX} dove \code{XXX} è
803 il nome del relativo campo; nel nostro caso sono definite le macro
804 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE}, \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e
805 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}.
806
807 \begin{table}[htb]
808   \centering
809   \footnotesize
810   \begin{tabular}[c]{|l|l|}
811     \hline
812     \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
813     \hline
814     \hline
815     \const{DT\_UNKNOWN} & tipo sconosciuto\\
816     \const{DT\_REG}     & file normale\\
817     \const{DT\_DIR}     & directory\\
818     \const{DT\_FIFO}    & fifo\\
819     \const{DT\_SOCK}    & socket\\
820     \const{DT\_CHR}     & dispositivo a caratteri\\
821     \const{DT\_BLK}     & dispositivo a blocchi\\
822     \hline    
823   \end{tabular}
824   \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
825     della struttura \struct{dirent}.}
826   \label{tab:file_dtype_macro}
827 \end{table}
828
829 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
830 indica il tipo di file (fifo, directory, link simbolico, ecc.); i suoi
831 possibili valori\footnote{fino alla versione 2.1 delle \acr{glibc} questo
832   campo, pur presente nella struttura, non era implementato, e resta sempre al
833   valore \const{DT\_UNKNOWN}.}  sono riportati in
834 tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}; per la conversione da e verso l'analogo
835 valore mantenuto dentro il campo \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite
836 anche due macro di conversione \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
837 \begin{functions}
838   \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
839   \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
840   
841   \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
842   \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
843 \end{functions}
844
845 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
846 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
847 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
848 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
849 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
850   estensioni prese da BSD, non previste dallo standard POSIX.} il cui
851 prototipo è:
852 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
853   Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
854 \end{prototype}
855
856 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
857 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
858 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
859 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
860 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:
861 \begin{prototype}{dirent.h}{off\_t telldir(DIR *dir)}
862   Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
863   
864   \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
865     numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
866     \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
867     valore errato per \param{dir}.}
868 \end{prototype}
869
870 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista dallo standard POSIX
871 è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella iniziale; il suo
872 prototipo è:
873 \begin{functions}
874   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
875   
876   \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
877   
878   Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
879 \end{functions}
880
881
882 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
883   stream} con la funzione \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
884 \begin{functions}
885   \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h} 
886   
887   \funcdecl{int closedir(DIR * dir)} 
888   
889   Chiude un \textit{directory stream}.
890   
891   \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
892     qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
893 \end{functions}
894
895 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 è stata introdotta un'altra
896 funzione che permette di eseguire una scansione completa (con tanto di ricerca
897 ed ordinamento) del contenuto di una directory; la funzione è
898 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
899   libc4.} ed il suo prototipo è:
900 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir, 
901     struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
902     int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))} 
903   
904   Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
905   
906   \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
907     trovate, e -1 altrimenti.}
908 \end{prototype}
909
910 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
911 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
912 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
913 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
914 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
915
916 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
917 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
918 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
919 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
920 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
921 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
922 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
923
924 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
925 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
926 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
927 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
928 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
929 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
930 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
931 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
932   restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
933     argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
934   deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
935   si deve passare il suo indirizzo.}
936
937 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
938 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
939 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
940 \begin{functions}
941   \headdecl{dirent.h} 
942   
943   \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)} 
944
945   \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)} 
946   
947   Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
948   
949   \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
950     zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
951     maggiore del secondo.}
952 \end{functions}
953
954 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
955 libc4\footnote{la versione delle libc4 e libc5 usa però come argomenti dei
956   puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il prototipo
957   originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede puntatori a
958   \ctyp{void}.}  e deve essere specificata come argomento \param{compare} per
959 ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del campo \var{d\_name}
960 delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come estensione\footnote{le glibc,
961   a partire dalla versione 2.1, effettuano anche l'ordinamento alfabetico
962   tenendo conto delle varie localizzazioni, usando \func{strcoll} al posto di
963   \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che ordina i nomi tenendo conto
964 del numero di versione (cioè qualcosa per cui \texttt{file10} viene comunque
965 dopo \texttt{file4}.)
966
967 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
968 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
969 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
970 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
971 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
972 \cmd{ls}).
973
974 \begin{figure}[!htb]
975   \footnotesize \centering
976   \begin{minipage}[c]{15.6cm}
977     \includecodesample{listati/my_ls.c}
978   \end{minipage}
979   \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
980     directory.} 
981   \label{fig:file_my_ls}
982 \end{figure}
983
984 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
985 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
986 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
987 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
988
989 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
990 (\texttt{\small 10--13}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
991 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 14}) la funzione
992 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
993 (\texttt{\small 20--26}) per fare tutto il lavoro. 
994
995 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 23}) a chiamare \func{stat} sul file
996 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
997 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
998 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 24}) a stampare il
999 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.  
1000
1001 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
1002 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
1003 delle relative dimensioni.  Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
1004 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
1005
1006 \begin{figure}[!htb]
1007   \footnotesize \centering
1008   \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1009     \includecodesample{listati/DirScan.c}
1010   \end{minipage}
1011   \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
1012     file \file{DirScan.c}.} 
1013   \label{fig:file_dirscan}
1014 \end{figure}
1015
1016 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
1017 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
1018 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
1019 una directory.  La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 19--23}) uno
1020 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
1021 caso di errore.
1022
1023 Il passo successivo (\texttt{\small 24--25}) è cambiare directory di lavoro
1024 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzione
1025 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
1026 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
1027 (\texttt{\small 27--31}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
1028 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
1029   della funzione \code{do\_ls} (e ad ogni funzione che debba usare il campo
1030   \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
1031   struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
1032   e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
1033   ottenere le dimensioni.}
1034
1035 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
1036 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
1037 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 27})
1038 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
1039 voce valida (cioè un puntatore diverso da \val{NULL}) si esegue
1040 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
1041 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
1042   28}) qualora questa presenti una anomalia (identificata da un codice di
1043 ritorno negativo).
1044
1045 Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la chiusura
1046 (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo subito
1047   dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però l'operazione è
1048   necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte volte all'interno
1049   dello stesso processo, per cui non chiudere gli stream comporterebbe un
1050   consumo progressivo di risorse, con conseguente rischio di esaurimento delle
1051   stesse} e la restituzione (\texttt{\small 33}) del codice di operazioni
1052 concluse con successo.
1053
1054
1055 \subsection{La directory di lavoro}
1056 \label{sec:file_work_dir}
1057
1058 \itindbeg{pathname}
1059
1060 A ciascun processo è associata una directory nel filesystem che è chiamata
1061 \textsl{directory corrente} o \textsl{directory di lavoro} (in inglese
1062 \textit{current working directory}) che è quella a cui si fa riferimento
1063 quando un \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} è espresso in forma
1064 relativa, dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa
1065 directory.
1066
1067 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
1068 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
1069 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
1070 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale.  Siccome la directory corrente
1071 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
1072 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
1073 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1074
1075 In genere il kernel tiene traccia per ciascun processo \index{inode}
1076 dell'inode della directory di lavoro, per ottenere il \textit{pathname}
1077 occorre usare una apposita funzione di libreria, \funcd{getcwd}, il cui
1078 prototipo è:
1079 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
1080   Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
1081   
1082   \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
1083     \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1084     \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
1085   \begin{errlist}
1086   \item[\errcode{EINVAL}] L'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
1087     è nullo.
1088   \item[\errcode{ERANGE}] L'argomento \param{size} è più piccolo della
1089     lunghezza del \textit{pathname}. 
1090   \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1091     componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
1092     alla corrente).
1093   \end{errlist}}
1094 \end{prototype}
1095
1096 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
1097 lavoro nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
1098 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}.  Il
1099 buffer deve essere sufficientemente lungo da poter contenere il
1100 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
1101 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
1102 un errore.
1103
1104 Si può anche specificare un puntatore nullo come
1105 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
1106   supportata da Linux.} nel qual caso la stringa sarà allocata automaticamente
1107 per una dimensione pari a \param{size} qualora questa sia diversa da zero, o
1108 della lunghezza esatta del \textit{pathname} altrimenti. In questo caso ci si
1109 deve ricordare di disallocare la stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1110
1111 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
1112 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
1113 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1114 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
1115 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
1116 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
1117 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
1118 principale per cui questa funzione è deprecata.
1119
1120 Una seconda funzione simile è \code{char *get\_current\_dir\_name(void)} che è
1121 sostanzialmente equivalente ad una \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1122 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente \val{PWD},
1123 che essendo costruita dalla shell può contenere un \textit{pathname}
1124 comprendente anche dei link simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo
1125 il \textit{pathname} ricavato risalendo all'indietro l'albero della directory,
1126 si perderebbe traccia di ogni passaggio attraverso eventuali link simbolici.
1127
1128 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
1129 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
1130 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
1131 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)} 
1132   Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
1133   
1134   \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
1135     nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1136   \begin{errlist}
1137   \item[\errcode{ENOTDIR}] Non si è specificata una directory.
1138   \item[\errcode{EACCES}] Manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
1139     di \param{path}.
1140   \end{errlist}
1141   ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1142   \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
1143 \end{prototype}
1144 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
1145 quale si hanno i permessi di accesso.
1146
1147 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
1148 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
1149 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
1150 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)} 
1151   Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
1152   \textit{pathname}.
1153   
1154   \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1155     errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1156     \errval{EACCES}.}
1157 \end{prototype}
1158 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
1159 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
1160 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
1161 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
1162 specificata da \param{fd}.
1163
1164 \itindend{pathname}
1165
1166
1167
1168 \subsection{I file temporanei}
1169 \label{sec:file_temp_file}
1170
1171 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
1172 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
1173 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
1174 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
1175 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
1176 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
1177 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
1178
1179 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
1180 di cui si abbia certezza di unicità (al momento della generazione); la prima
1181 di queste funzioni è \funcd{tmpnam} il cui prototipo è:
1182 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
1183   Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1184   non esistente al momento dell'invocazione. 
1185
1186   \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1187   \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
1188 \end{prototype}
1189 \noindent se si è passato un puntatore \param{string} non nullo questo deve
1190 essere di dimensione \const{L\_tmpnam} (costante definita in \file{stdio.h},
1191 come \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX}) ed il nome generato vi verrà
1192 copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer statico
1193 interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva.  Successive
1194 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
1195 massimo di \const{TMP\_MAX} volte. Al nome viene automaticamente aggiunto come
1196 prefisso la directory specificata da \const{P\_tmpdir}.
1197
1198 Di questa funzione esiste una versione rientrante, \func{tmpnam\_r}, che non
1199 fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento. Una funzione simile,
1200 \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per il file
1201 esplicitamente, il suo prototipo è:
1202 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
1203   Restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file valido e
1204   non esistente al momento dell'invocazione.
1205
1206   \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
1207   \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
1208   \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
1209 \end{prototype}
1210
1211 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
1212 per cui è sempre rientrante, occorre però ricordarsi di disallocare il
1213 puntatore che restituisce.  L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di
1214 massimo 5 caratteri per il nome provvisorio. La funzione assegna come
1215 directory per il file temporaneo (verificando che esista e sia accessibili),
1216 la prima valida delle seguenti:
1217 \begin{itemize*}
1218 \item La variabile di ambiente \const{TMPNAME} (non ha effetto se non è
1219   definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
1220   \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1221 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
1222 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
1223 \item la directory \file{/tmp}.
1224 \end{itemize*}
1225
1226 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
1227 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
1228 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
1229 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
1230 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
1231 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
1232 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
1233 esistente.
1234
1235 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
1236 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, il cui prototipo è:
1237 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile (void)}
1238   Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
1239   
1240   \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
1241     temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
1242     caso \var{errno} assumerà i valori:
1243     \begin{errlist}
1244     \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta da un segnale.
1245     \item[\errcode{EEXIST}] Non è stato possibile generare un nome univoco.
1246     \end{errlist}
1247     ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1248     \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
1249 \end{prototype}
1250 \noindent essa restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
1251 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
1252 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
1253 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
1254 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
1255 funzione è rientrante e non soffre di problemi di \itindex{race~condition}
1256 \textit{race condition}.
1257
1258 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
1259 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
1260 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
1261 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
1262 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
1263 il suo prototipo è:
1264 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
1265   Genera un filename univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
1266   \param{template}.
1267   
1268   \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
1269     successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1270     assumerà i valori:
1271     \begin{errlist}
1272     \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1273     \end{errlist}}
1274 \end{prototype}
1275 \noindent dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
1276 funzione non si può usare una stringa costante.  Tutte le avvertenze riguardo
1277 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
1278 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
1279 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
1280 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
1281 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
1282 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
1283 usata.
1284
1285 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
1286 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di uno stream; il suo
1287 prototipo è:
1288 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
1289   Genera un file temporaneo con un nome ottenuto sostituendo le \code{XXXXXX}
1290   finali di \param{template}.
1291   
1292   \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso successo e
1293     -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1294     \begin{errlist}
1295     \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1296     \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
1297       contenuto di \param{template} è indefinito.
1298     \end{errlist}}
1299 \end{prototype}
1300 \noindent come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può
1301 essere una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con
1302 la funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
1303 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
1304 certezza di essere i soli utenti del file. I permessi sono impostati al valore
1305 \code{0600}\footnote{questo è vero a partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le
1306   versioni precedenti delle \acr{glibc} e le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4}
1307   usavano il valore \code{0666} che permetteva a chiunque di leggere i
1308   contenuti del file.} (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_overview}).
1309
1310 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione\footnote{introdotta anche in
1311   Linux a partire dalle \acr{glibc} 2.1.91.} simile alle precedenti,
1312 \funcd{mkdtemp}, che crea una directory temporanea; il suo prototipo è:
1313 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
1314   Genera una directory temporaneo il cui nome è ottenuto sostituendo le
1315   \code{XXXXXX} finali di \param{template}.
1316   
1317   \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
1318     successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1319     assumerà i valori:
1320     \begin{errlist}
1321     \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
1322     \end{errlist}
1323     più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
1324 \end{prototype}
1325 \noindent la directory è creata con permessi \code{0700} (al solito si veda
1326 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la creazione
1327 della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
1328 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
1329
1330
1331 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
1332 \label{sec:file_infos}
1333
1334 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
1335 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
1336 relative al controllo di accesso, sono mantenute \index{inode} nell'inode.
1337
1338 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
1339 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
1340 memorizzati \index{inode} nell'inode; esamineremo poi le varie funzioni usate
1341 per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la
1342 gestione del controllo di accesso, trattate in in
1343 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
1344
1345
1346 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
1347 \label{sec:file_stat}
1348
1349 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
1350 delle funzioni \func{stat} (\funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat});
1351 questa è la funzione che ad esempio usa il comando \cmd{ls} per poter ottenere
1352 e mostrare tutti i dati relativi ad un file. I prototipi di queste funzioni
1353 sono i seguenti:
1354 \begin{functions}
1355   \headdecl{sys/types.h} 
1356   \headdecl{sys/stat.h} 
1357   \headdecl{unistd.h}
1358
1359   \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
1360   informazione del file specificato da \param{file\_name} e le inserisce in
1361   \param{buf}.
1362   
1363   \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
1364   \func{stat} eccetto che se il \param{file\_name} è un link simbolico vengono
1365   lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa riferimento.
1366   
1367   \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
1368   eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1369   descriptor \param{filedes}.
1370   
1371   \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
1372     errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
1373     \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
1374     \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
1375 \end{functions}
1376 \noindent il loro comportamento è identico, solo che operano rispettivamente
1377 su un file, su un link simbolico e su un file descriptor.
1378
1379 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
1380 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
1381 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
1382 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat} (in realtà la definizione
1383 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
1384 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
1385
1386 \begin{figure}[!htb]
1387   \footnotesize
1388   \centering
1389   \begin{minipage}[c]{15cm}
1390     \includestruct{listati/stat.h}
1391   \end{minipage} 
1392   \normalsize 
1393   \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei 
1394     file.}
1395   \label{fig:file_stat_struct}
1396 \end{figure}
1397
1398 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
1399 primitivi del sistema (di quelli definiti in
1400 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
1401
1402
1403 \subsection{I tipi di file}
1404 \label{sec:file_types}
1405
1406 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
1407 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem.  Il tipo
1408 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
1409 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
1410 una struttura \struct{stat}.
1411
1412 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
1413 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
1414 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
1415 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
1416 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
1417 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
1418 \begin{table}[htb]
1419   \centering
1420   \footnotesize
1421   \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1422     \hline
1423     \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
1424     \hline
1425     \hline
1426     \macro{S\_ISREG(m)}  & file regolare \\
1427     \macro{S\_ISDIR(m)}  & directory \\
1428     \macro{S\_ISCHR(m)}  & dispositivo a caratteri \\
1429     \macro{S\_ISBLK(m)}  & dispositivo a blocchi\\
1430     \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
1431     \macro{S\_ISLNK(m)}  & link simbolico \\
1432     \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
1433     \hline    
1434   \end{tabular}
1435   \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
1436   \label{tab:file_type_macro}
1437 \end{table}
1438
1439 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
1440 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
1441 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
1442 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
1443 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
1444
1445 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
1446 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
1447 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
1448 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
1449 un'opportuna combinazione.
1450
1451 \begin{table}[htb]
1452   \centering
1453   \footnotesize
1454   \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
1455     \hline
1456     \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1457     \hline
1458     \hline
1459     \const{S\_IFMT}   &  0170000 & maschera per i bit del tipo di file \\
1460     \const{S\_IFSOCK} &  0140000 & socket             \\
1461     \const{S\_IFLNK}  &  0120000 & link simbolico     \\
1462     \const{S\_IFREG}  &  0100000 & file regolare      \\ 
1463     \const{S\_IFBLK}  &  0060000 & dispositivo a blocchi   \\
1464     \const{S\_IFDIR}  &  0040000 & directory          \\ 
1465     \const{S\_IFCHR}  &  0020000 & dispositivo a caratteri \\
1466     \const{S\_IFIFO}  &  0010000 & fifo               \\
1467     \hline
1468     \const{S\_ISUID}  &  0004000 & set UID bit \itindex{suid~bit}  \\
1469     \const{S\_ISGID}  &  0002000 & set GID bit \itindex{sgid~bit}  \\
1470     \const{S\_ISVTX}  &  0001000 & sticky bit  \itindex{sticky~bit}\\
1471     \hline
1472 %    \const{S\_IRWXU}  &  00700   & bitmask per i permessi del proprietario  \\
1473     \const{S\_IRUSR}  &  00400   & il proprietario ha permesso di lettura   \\
1474     \const{S\_IWUSR}  &  00200   & il proprietario ha permesso di scrittura \\
1475     \const{S\_IXUSR}  &  00100   & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
1476     \hline
1477 %    \const{S\_IRWXG}  &  00070   & bitmask per i permessi del gruppo        \\
1478     \const{S\_IRGRP}  &  00040   & il gruppo ha permesso di lettura         \\
1479     \const{S\_IWGRP}  &  00020   & il gruppo ha permesso di scrittura       \\
1480     \const{S\_IXGRP}  &  00010   & il gruppo ha permesso di esecuzione      \\
1481     \hline
1482 %    \const{S\_IRWXO}  &  00007   & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
1483     \const{S\_IROTH}  &  00004   & gli altri hanno permesso di lettura      \\
1484     \const{S\_IWOTH}  &  00002   & gli altri hanno permesso di esecuzione   \\
1485     \const{S\_IXOTH}  &  00001   & gli altri hanno permesso di esecuzione   \\
1486     \hline    
1487   \end{tabular}
1488   \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
1489     \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
1490   \label{tab:file_mode_flags}
1491 \end{table}
1492
1493 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
1494 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
1495 di preprocessore:
1496 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
1497 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
1498 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
1499
1500
1501 \subsection{Le dimensioni dei file}
1502 \label{sec:file_file_size}
1503
1504 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
1505 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
1506 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
1507 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
1508
1509 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
1510 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
1511 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
1512 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
1513 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
1514
1515 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
1516 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
1517 possibile esistenza dei cosiddetti \textit{holes} (letteralmente
1518 \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file
1519 dopo aver eseguito una \func{lseek} (vedi sez.~\ref{sec:file_lseek}) oltre la
1520 sua fine.
1521
1522 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
1523 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
1524 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
1525 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
1526 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
1527 risultato di \cmd{ls}.
1528
1529 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
1530 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
1531 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
1532 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
1533
1534 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
1535 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
1536 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
1537 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
1538 \begin{functions}
1539   \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
1540     length)} Fa si che la dimensione del file \param{file\_name} sia troncata
1541   ad un valore massimo specificato da \param{lenght}.
1542   
1543   \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
1544   eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
1545   descriptor \param{fd}.
1546   
1547   \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1548     errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
1549     \func{ftruncate} si hanno i valori:
1550   \begin{errlist}
1551   \item[\errcode{EBADF}] \param{fd}  non è un file descriptor.
1552   \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
1553     file o non è aperto in scrittura.
1554   \end{errlist}
1555   per \func{truncate} si hanno:
1556   \begin{errlist}
1557   \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
1558     permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
1559     \textit{pathname}.
1560   \item[\errcode{ETXTBSY}] Il file è un programma in esecuzione.
1561   \end{errlist}
1562   ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1563   \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
1564 \end{functions}
1565
1566 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
1567 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
1568 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
1569 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
1570 zeri (e in genere si ha la creazione di un \textit{hole} nel file).
1571
1572
1573 \subsection{I tempi dei file}
1574 \label{sec:file_file_times}
1575
1576 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
1577 \index{inode} nell'inode insieme agli altri attributi del file e possono
1578 essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso
1579 tre campi della struttura \struct{stat} di fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il
1580 significato di detti tempi e dei relativi campi è riportato nello schema in
1581 tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche riportato un esempio delle
1582 funzioni che effettuano cambiamenti su di essi.
1583
1584 \begin{table}[htb]
1585   \centering
1586   \footnotesize
1587   \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
1588     \hline
1589     \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione} 
1590     & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
1591     \hline
1592     \hline
1593     \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read}, 
1594     \func{utime} & \cmd{-u}\\ 
1595     \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write}, 
1596     \func{utime} & default\\ 
1597     \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod}, 
1598     \func{utime} & \cmd{-c} \\ 
1599     \hline
1600   \end{tabular}
1601   \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
1602   \label{tab:file_file_times}
1603 \end{table}
1604
1605 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
1606 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
1607 cambiamento di stato (il \textit{change time} \var{st\_ctime}). Il primo
1608 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
1609 secondo ad una modifica \index{inode} dell'inode; siccome esistono molte
1610 operazioni (come la funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito)
1611 che modificano solo le informazioni contenute \index{inode} nell'inode senza
1612 toccare il contenuto del file, diventa necessario l'utilizzo di un altro
1613 tempo.
1614
1615 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso \index{inode} all'inode,
1616 pertanto funzioni come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza
1617 sui tre tempi. Il tempo di ultimo accesso (ai dati) viene di solito usato per
1618 cancellare i file che non servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio
1619 il programma \cmd{leafnode} cancella i vecchi articoli sulla base di questo
1620 tempo).
1621
1622 \begin{table}[htb]
1623   \centering
1624   \footnotesize
1625   \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
1626     \hline
1627     \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
1628     \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1629         \textbf{File o directory del riferimento}}}&
1630     \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
1631         \textbf{Directory contenente il riferimento}}} 
1632     &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
1633     \cline{2-7}
1634     \cline{2-7}
1635     \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} 
1636     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1637     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1638     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1639     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
1640     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
1641     &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
1642     &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
1643     \hline
1644     \hline
1645     \func{chmod}, \func{fchmod} 
1646     & --      & --      &$\bullet$& --      & --      & --      & \\
1647     \func{chown}, \func{fchown} 
1648     & --      & --      &$\bullet$& --      & --      & --      & \\
1649     \func{creat}  
1650     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$&  con 
1651     \const{O\_CREATE} \\    \func{creat}  
1652     & --      &$\bullet$&$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$&   
1653     con \const{O\_TRUNC} \\    \func{exec}  
1654     &$\bullet$& --      & --      & --      & --      & --      & \\
1655     \func{lchown}  
1656     & --      & --      &$\bullet$& --      & --      & --      & \\
1657     \func{link}
1658     & --      & --      &$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& \\
1659     \func{mkdir}
1660     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& \\
1661     \func{mkfifo}
1662     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& \\
1663     \func{open}
1664     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& con 
1665     \const{O\_CREATE} \\    \func{open}
1666     & --      &$\bullet$&$\bullet$& --      & --      & --      & con 
1667     \const{O\_TRUNC}  \\    \func{pipe}
1668     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      & --      & --      & \\
1669     \func{read}
1670     &$\bullet$& --      & --      & --      & --      & --      & \\
1671     \func{remove}
1672     & --      & --      &$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& se esegue 
1673     \func{unlink}\\    \func{remove}
1674     & --      & --      & --      & --      &$\bullet$&$\bullet$& se esegue 
1675     \func{rmdir}\\ \func{rename}
1676     & --      & --      &$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
1677     gli argomenti\\ \func{rmdir}
1678     & --      & --      & --      & --      &$\bullet$&$\bullet$& \\ 
1679     \func{truncate}, \func{ftruncate}
1680     & --      &$\bullet$&$\bullet$& --      & --      & --      & \\ 
1681     \func{unlink}
1682     & --      & --      &$\bullet$& --      &$\bullet$&$\bullet$& \\ 
1683     \func{utime}
1684     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& --      & --      & --      & \\ 
1685     \func{write}
1686     & --      &$\bullet$&$\bullet$& --      & --      & --      & \\ 
1687     \hline
1688   \end{tabular}
1689   \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo 
1690     accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
1691     \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
1692   \label{tab:file_times_effects}  
1693 \end{table}
1694
1695
1696 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
1697 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
1698 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
1699 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
1700 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
1701 nell'ultima colonna di tab.~\ref{tab:file_file_times}.
1702
1703 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
1704 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}. Si sono riportati gli effetti
1705 sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che lo contiene;
1706 questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e
1707 cioè che anche le directory sono file (che contengono una lista di nomi) che
1708 il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti gli altri.
1709
1710 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
1711 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
1712 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
1713 esempio di questo può essere la cancellazione di un file, invece leggere o
1714 scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui tempi di
1715 quest'ultimo.
1716
1717 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
1718 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
1719 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
1720 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
1721 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
1722
1723 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
1724 funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
1725 \begin{prototype}{utime.h}
1726 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)} 
1727
1728 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica \index{inode} dell'inode
1729 specificato da \param{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime}
1730 di \param{times}. Se questa è \val{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
1731
1732 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1733   errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1734   \begin{errlist}
1735   \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
1736   \item[\errcode{ENOENT}] \param{filename} non esiste.
1737   \end{errlist}}
1738 \end{prototype}
1739
1740 La funzione prende come argomento \param{times} una struttura
1741 \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
1742 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con la quale si possono specificare i nuovi
1743 valori che si vogliono impostare per tempi.
1744
1745 \begin{figure}[!htb]
1746   \footnotesize \centering
1747   \begin{minipage}[c]{15cm}
1748     \includestruct{listati/utimbuf.h}
1749   \end{minipage} 
1750   \normalsize 
1751   \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
1752     i tempi dei file.}
1753   \label{fig:struct_utimebuf}
1754 \end{figure}
1755
1756 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1757 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
1758 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
1759 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
1760 del file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1761
1762 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1763 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1764 volte che si modifica \index{inode} l'inode (quindi anche alla chiamata di
1765 \func{utime}).  Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si
1766 possa modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce.  In
1767 realtà la cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al file di
1768 dispositivo, scrivendo direttamente sul disco senza passare attraverso il
1769 filesystem, ma ovviamente in questo modo la cosa è molto più complicata da
1770 realizzare.
1771
1772
1773
1774 \section{Il controllo di accesso ai file}
1775 \label{sec:file_access_control}
1776
1777 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
1778 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
1779 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
1780   caratteristiche previste dallo standard POSIX. In Linux sono disponibili
1781   anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
1782   non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
1783 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
1784
1785
1786 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
1787 \label{sec:file_perm_overview}
1788
1789 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
1790 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
1791 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
1792 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
1793 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
1794 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{Questo è vero solo
1795   per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
1796   Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
1797   il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
1798   fase di montaggio.}
1799
1800 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
1801 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
1802 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
1803     Control List} che possono essere aggiunte al filesystem standard con
1804   opportune patch, la cui introduzione nei kernel ufficiali è iniziata con la
1805   serie 2.5.x. per arrivare a meccanismi di controllo ancora più sofisticati
1806   come il \textit{mandatory access control} di SE-Linux.} ma nella maggior
1807 parte dei casi il meccanismo standard è più che sufficiente a soddisfare tutte
1808 le necessità più comuni.  I tre permessi di base associati ad ogni file sono:
1809 \begin{itemize*}
1810 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
1811   \textit{read}).
1812 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
1813   dall'inglese \textit{write}).
1814 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
1815   dall'inglese \textit{execute}).
1816 \end{itemize*}
1817 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
1818 \begin{itemize*}
1819 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
1820 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
1821   appartiene il file.
1822 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
1823 \end{itemize*}
1824
1825 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
1826 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
1827 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
1828 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
1829
1830 \begin{figure}[htb]
1831   \centering
1832   \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
1833   \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
1834     contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
1835   \label{fig:file_perm_bit}
1836 \end{figure}
1837
1838 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
1839 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
1840   bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
1841 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
1842 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
1843 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
1844
1845 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
1846 memorizzati \index{inode} nell'inode; in particolare essi sono contenuti in
1847 alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat} (si veda di
1848 nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
1849
1850 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
1851 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
1852 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
1853 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
1854 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
1855 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
1856 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione.  Le costanti
1857 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
1858 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
1859
1860 \begin{table}[htb]
1861   \centering
1862     \footnotesize
1863   \begin{tabular}[c]{|c|l|}
1864     \hline
1865     \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
1866     \hline 
1867     \hline 
1868     \const{S\_IRUSR}  &  \textit{user-read}, l'utente può leggere     \\
1869     \const{S\_IWUSR}  &  \textit{user-write}, l'utente può scrivere   \\
1870     \const{S\_IXUSR}  &  \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\ 
1871     \hline              
1872     \const{S\_IRGRP}  &  \textit{group-read}, il gruppo può leggere    \\
1873     \const{S\_IWGRP}  &  \textit{group-write}, il gruppo può scrivere  \\
1874     \const{S\_IXGRP}  &  \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
1875     \hline              
1876     \const{S\_IROTH}  &  \textit{other-read}, tutti possono leggere    \\
1877     \const{S\_IWOTH}  &  \textit{other-write}, tutti possono scrivere  \\
1878     \const{S\_IXOTH}  &  \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
1879     \hline              
1880   \end{tabular}
1881   \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in 
1882     \texttt{<sys/stat.h>}}
1883   \label{tab:file_bit_perm}
1884 \end{table}
1885
1886 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
1887 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
1888 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
1889 avanti.
1890
1891 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
1892 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
1893 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
1894 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
1895 diritto di esecuzione).
1896
1897 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
1898 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
1899 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
1900 che si può leggere il contenuto della directory.
1901
1902 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
1903 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
1904 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
1905 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
1906 directory).
1907
1908 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
1909 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
1910 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
1911 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
1912 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
1913
1914 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
1915 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
1916 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
1917 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
1918 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
1919 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
1920 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
1921
1922 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
1923 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
1924 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
1925 eseguiti.
1926
1927 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
1928 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
1929 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
1930 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
1931 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
1932 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
1933 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
1934
1935 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
1936 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
1937 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
1938 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'user-ID effettivo, il group-ID
1939 effettivo e gli eventuali group-ID supplementari del processo.\footnote{in
1940   realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
1941   identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
1942   sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
1943   eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
1944   differenza.}
1945
1946 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
1947 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
1948 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'user-ID effettivo e il group-ID effettivo
1949 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
1950 lanciato il processo, mentre i group-ID supplementari sono quelli dei gruppi
1951 cui l'utente appartiene.
1952
1953 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
1954 di accesso sono i seguenti:
1955 \begin{enumerate}
1956 \item Se l'user-ID effettivo del processo è zero (corrispondente
1957   all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
1958   controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
1959   tutti i file.
1960 \item Se l'user-ID effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
1961   proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
1962   del file) allora:
1963   \begin{itemize*}
1964   \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
1965       il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
1966       l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
1967     impostato, l'accesso è consentito
1968   \item altrimenti l'accesso è negato
1969   \end{itemize*}
1970 \item Se il group-ID effettivo del processo o uno dei group-ID supplementari
1971   dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
1972   \begin{itemize*}
1973   \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
1974     consentito, 
1975   \item altrimenti l'accesso è negato
1976   \end{itemize*}
1977 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
1978   l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
1979 \end{enumerate}
1980
1981 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
1982 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
1983 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
1984 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
1985 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
1986 tutti gli altri non vengono controllati.
1987
1988
1989 \subsection{I bit dei permessi speciali}
1990 \label{sec:file_special_perm}
1991
1992 \itindbeg{suid~bit}
1993 \itindbeg{sgid~bit}
1994
1995 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
1996 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
1997 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
1998 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file.  Due di questi
1999 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
2000 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
2001 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
2002
2003 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
2004 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
2005 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
2006 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
2007 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
2008
2009 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
2010 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
2011   e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
2012 kernel assegnerà come user-ID effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
2013 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario.  Avere
2014 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul group-ID effettivo del
2015 processo.
2016
2017 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
2018 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
2019 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
2020 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
2021 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
2022 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
2023 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
2024 root.
2025
2026 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
2027 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
2028 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
2029 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
2030 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
2031
2032 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
2033 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
2034 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
2035 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
2036 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
2037 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
2038 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2039
2040 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
2041 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
2042 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
2043 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
2044 al proposito).
2045
2046 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
2047 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
2048 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
2049 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
2050 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
2051 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
2052
2053 \itindend{suid~bit}
2054 \itindend{sgid~bit}
2055
2056
2057 \itindbeg{sticky~bit}
2058
2059 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
2060 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
2061 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
2062 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
2063 si poteva impostare questo bit.
2064
2065 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
2066 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
2067 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
2068 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
2069 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
2070 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
2071 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
2072 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
2073
2074 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
2075 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
2076 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
2077 costante.  Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
2078 sostanzialmente inutile questo procedimento.
2079
2080 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
2081 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
2082     bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
2083   Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
2084 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
2085 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
2086 condizioni:
2087 \begin{itemize*}
2088 \item l'utente è proprietario del file
2089 \item l'utente è proprietario della directory
2090 \item l'utente è l'amministratore 
2091 \end{itemize*}
2092 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
2093 permessi infatti di solito sono i seguenti:
2094 \begin{verbatim}
2095 $ ls -ld /tmp
2096 drwxrwxrwt    6 root     root         1024 Aug 10 01:03 /tmp
2097 \end{verbatim}%$
2098 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
2099 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
2100 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
2101 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
2102 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
2103 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
2104
2105 \itindend{sticky~bit}
2106
2107 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
2108 \label{sec:file_perm_management}
2109
2110 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
2111 file viene fatto utilizzando l'user-ID ed il group-ID effettivo del processo;
2112 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'user-ID
2113 reale ed il group-ID reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
2114 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
2115 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
2116 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
2117
2118 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
2119 \begin{prototype}{unistd.h}
2120 {int access(const char *pathname, int mode)}
2121
2122 Verifica i permessi di accesso.
2123   
2124 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
2125   è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
2126   assumerà i valori:
2127   \begin{errlist}
2128   \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
2129   \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
2130     permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
2131   \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
2132     un filesystem montato in sola lettura.
2133   \end{errlist}
2134   ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2135   \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
2136 \end{prototype}
2137
2138 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
2139 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
2140 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
2141 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
2142 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
2143 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
2144 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
2145 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
2146 sul file a cui esso fa riferimento.
2147
2148 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
2149 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
2150 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
2151 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
2152 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
2153 contrario (o di errore) ritorna -1.
2154 \begin{table}[htb]
2155   \centering
2156   \footnotesize
2157   \begin{tabular}{|c|l|}
2158     \hline
2159     \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
2160     \hline
2161     \hline
2162     \const{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
2163     \const{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
2164     \const{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
2165     \const{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
2166     \hline
2167   \end{tabular}
2168   \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione 
2169     \func{access}.}
2170   \label{tab:file_access_mode_val}
2171 \end{table}
2172
2173 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
2174 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
2175 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
2176 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
2177
2178 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
2179 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
2180 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
2181 \begin{functions}
2182   \headdecl{sys/types.h} 
2183   \headdecl{sys/stat.h} 
2184   
2185   \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
2186   file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
2187   
2188   \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
2189   il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
2190   
2191   \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2192     un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2193   \begin{errlist}
2194   \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2195     proprietario del file o non è zero.
2196     \item[\errcode{EROFS}] Il file è su un filesystem in sola lettura.
2197   \end{errlist}
2198   ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
2199   \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2200   \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
2201 \end{functions}
2202
2203 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
2204 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
2205 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
2206 file.
2207
2208 \begin{table}[!htb]
2209   \centering
2210   \footnotesize
2211   \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
2212     \hline
2213     \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2214     \hline
2215     \hline
2216     \const{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \itindex{suid~bit} \\
2217     \const{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \itindex{sgid~bit}\\
2218     \const{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \itindex{sticky~bit}\\
2219     \hline
2220     \const{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
2221     \const{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura  \\
2222     \const{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
2223     \const{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
2224     \hline
2225     \const{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi  \\
2226     \const{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura  \\
2227     \const{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
2228     \const{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
2229     \hline
2230     \const{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
2231     \const{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura  \\
2232     \const{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
2233     \const{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
2234     \hline
2235   \end{tabular}
2236   \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
2237     \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
2238   \label{tab:file_permission_const}
2239 \end{table}
2240
2241 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
2242 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
2243 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
2244 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
2245 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
2246 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
2247 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
2248 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2249
2250 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
2251 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
2252 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
2253 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
2254 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
2255
2256 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
2257 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
2258 funzioni infatti è possibile solo se l'user-ID effettivo del processo
2259 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
2260 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
2261
2262 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
2263 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
2264 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
2265 in particolare accade che:
2266 \begin{enumerate}
2267 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
2268   \textit{sticky bit}, se l'user-ID effettivo del processo non è zero esso
2269   viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
2270   stato indicato in \param{mode}.
2271 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
2272   creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
2273   processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
2274   Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
2275   un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
2276   automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
2277   qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
2278   (la cosa non avviene quando l'user-ID effettivo del processo è zero).
2279 \end{enumerate}
2280
2281 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
2282   \textsl{ext3}, \textsl{reiserfs}) supportano questa caratteristica, che è
2283   mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore misura di sicurezza, volta
2284 a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit \acr{suid} e \acr{sgid}; essa
2285 consiste nel cancellare automaticamente questi bit dai permessi di un file
2286 qualora un processo che non appartenga all'amministratore\footnote{per la
2287   precisione un processo che non dispone della capability
2288   \const{CAP\_FSETID}.} effettui una scrittura. In questo modo anche se un
2289 utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere, un'eventuale
2290 modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
2291
2292 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
2293 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
2294 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
2295 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
2296 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
2297 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
2298 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
2299 permessi non vengono indicati esplicitamente. 
2300
2301 In tutti questi casi l'unico riferimento possibile è quello della modalità di
2302 apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola lettura), che però può
2303 fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i permessi di
2304 sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e $222$ nel
2305 secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni processo\footnote{è
2306   infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura \struct{fs\_struct},
2307   vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.}  una maschera di bit, la cosiddetta
2308 \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che alcuni permessi possano
2309 essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I bit indicati nella
2310 maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un nuovo file viene
2311 creato.
2312
2313 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
2314 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
2315 \begin{prototype}{stat.h}
2316 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
2317
2318 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
2319 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
2320   
2321   \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
2322     delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
2323 \end{prototype}
2324
2325 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
2326 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
2327 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
2328 $022$).  In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
2329 voluti.  Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
2330 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
2331
2332
2333
2334 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
2335 \label{sec:file_ownership_management}
2336
2337 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
2338 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
2339 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
2340 quale utente e gruppo esso deve appartenere.  Lo stesso problema si presenta
2341 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
2342 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
2343
2344 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
2345 all'user-ID effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
2346 due diverse possibilità:
2347 \begin{itemize*}
2348 \item il \acr{gid} del file corrisponde al group-ID effettivo del processo.
2349 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
2350   esso è creato.
2351 \end{itemize*}
2352 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
2353 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
2354 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
2355 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
2356 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
2357
2358 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
2359 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
2360 partenza, in tutte le sotto-directory. 
2361
2362 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
2363 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che per le nuove directory
2364 venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il comportamento
2365 predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad esempio che Debian
2366 assicura che le sotto-directory create nella home di un utente restino sempre
2367 con il \acr{gid} del gruppo primario dello stesso.
2368
2369 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
2370 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
2371 sono tre: \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, ed i loro prototipi
2372 sono:
2373 \begin{functions}
2374   \headdecl{sys/types.h} 
2375   \headdecl{sys/stat.h} 
2376   
2377   \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2378   \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
2379   \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
2380
2381   Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
2382   specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}. 
2383   
2384   \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
2385     un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2386   \begin{errlist}
2387   \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo non corrisponde a quello del
2388     proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
2389   \end{errlist}
2390   Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
2391   \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
2392   \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
2393   \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
2394 \end{functions}
2395
2396 In Linux soltanto l'amministratore (in sostanza un processo con la
2397 \itindex{capabilities} capability \const{CAP\_CHOWN}) può cambiare il
2398 proprietario di un file, seguendo la semantica di BSD che non consente agli
2399 utenti di assegnare i loro file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti
2400 delle quote).  L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il
2401 proprietario può cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il
2402 nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
2403
2404 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
2405 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
2406   versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
2407   allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
2408   introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
2409   \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
2410 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
2411 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
2412 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
2413
2414 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
2415 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
2416 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
2417 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
2418 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
2419 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}.
2420
2421
2422 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
2423 \label{sec:file_riepilogo}
2424
2425 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni ed
2426 il significato dei singoli bit dei permessi sui file, vale la pena fare un
2427 riepilogo in cui si riassumono le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo
2428 da poter fornire un quadro d'insieme.
2429
2430 In tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si sono riassunti gli effetti dei vari
2431 bit dei permessi per un file; per quanto riguarda l'applicazione dei permessi
2432 per proprietario, gruppo ed altri si ricordi quanto illustrato in
2433 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.  Per compattezza, nella tabelle si sono
2434 specificati i bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid}, \itindex{sgid~bit}
2435 \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} con la notazione
2436 illustrata anche in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2437
2438 \begin{table}[!htb]
2439   \centering
2440   \footnotesize
2441   \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2442     \hline
2443     \multicolumn{3}{|c|}{special}&
2444     \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2445     \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2446     \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2447     \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2448     \cline{1-12}
2449     \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2450     \hline
2451     \hline
2452    1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
2453    -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
2454    -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking} 
2455                            \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
2456    -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
2457    -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
2458    -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
2459    -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
2460    -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
2461    -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
2462    -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
2463    -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
2464    -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
2465    -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
2466     \hline
2467   \end{tabular}
2468   \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
2469     file.} 
2470   \label{tab:file_fileperm_bits}
2471 \end{table}
2472
2473 In tab.~\ref{tab:file_dirperm_bits} si sono invece riassunti gli effetti dei
2474 vari bit dei permessi per una directory; anche in questo caso si sono
2475 specificati i bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid}, \itindex{sgid~bit}
2476 \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} con la notazione compatta
2477 illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
2478
2479 \begin{table}[!htb]
2480   \centering
2481   \footnotesize
2482   \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
2483     \hline
2484     \multicolumn{3}{|c|}{special}&
2485     \multicolumn{3}{|c|}{user}&
2486     \multicolumn{3}{|c|}{group}&
2487     \multicolumn{3}{|c|}{other}&
2488     \multirow{2}{*}{\textbf{Operazioni possibili}} \\
2489     \cline{1-12}
2490     \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
2491     \hline
2492     \hline
2493     1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
2494     -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file 
2495                             creati.\\
2496     -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella 
2497                             directory.\\
2498     -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
2499     -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
2500     -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
2501     -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo 
2502                             proprietario.\\
2503     -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo 
2504                             proprietario.\\
2505     -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo 
2506                             proprietario.\\
2507     -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
2508     -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
2509     -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
2510     \hline
2511   \end{tabular}
2512   \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per una
2513     directory.} 
2514   \label{tab:file_dirperm_bits}
2515 \end{table}
2516
2517 Nelle tabelle si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
2518 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
2519 tabella; la descrizione dell'operazione fa riferimento soltanto alla
2520 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
2521 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
2522 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
2523
2524
2525
2526 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
2527 \label{sec:file_dir_advances}
2528
2529 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
2530 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
2531 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
2532 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
2533 Linux.
2534
2535
2536 \subsection{Gli attributi estesi}
2537 \label{sec:file_xattr}
2538
2539 \itindbeg{Extended~Attributes}
2540
2541 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
2542 che il sistema mantiene negli inode, e le varie funzioni che permettono di
2543 modificarle.  Si sarà notato come in realtà queste informazioni siano
2544 estremamente ridotte.  Questo è dovuto al fatto che Unix origina negli anni
2545 '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano minime. Con il venir
2546 meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere l'esigenza di poter
2547 associare ai file delle ulteriori informazioni astratte (quelli che vengono
2548 chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano trovar spazio nei dati
2549 classici mantenuti negli inode.
2550
2551 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
2552 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico che consenta di associare delle
2553 informazioni ai singoli file,\footnote{l'uso più comune è quello della ACL,
2554   che tratteremo a breve, ma si possono inserire anche altre informazioni.}
2555 detto \textit{Extended Attributes}. Gli \textsl{attributi estesi} non sono
2556 altro che delle coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un
2557 oggetto sul filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente
2558 (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
2559
2560 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
2561 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
2562 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
2563 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
2564 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
2565 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
2566 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
2567 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare e più
2568 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
2569   richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
2570 l'atomicità di tutte le operazioni.
2571
2572
2573
2574
2575 \itindend{Extended~Attributes}
2576
2577 % TODO trattare gli attributi estesi e le funzioni la documentazione di
2578 % sistema è nei pacchetti libxattr1-dev e attr
2579
2580
2581 \subsection{Le ACL}
2582 \label{sec:file_ACL}
2583
2584
2585 \itindbeg{Access~Control~List}
2586
2587 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
2588 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
2589 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
2590 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
2591 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
2592   dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
2593   si può soddisfare in maniera soddifacente.}
2594
2595 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
2596 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
2597 forma delle cosiddette \textit{Access Control List}.  Nello sforzo di
2598 standardizzare queste funzionalità era stato creato un gruppo di lavoro il cui
2599 scopo era estendere lo standard POSIX 1003 attraverso due nuovi insiemi di
2600 specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia di programmazione e la POSIX
2601 1003.2c per i comandi di shell.
2602
2603 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
2604 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
2605 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
2606 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
2607 del documento, quella che va sotto il nome di POSIX 1003.1e Draft 17, che è
2608 divenuta la base sulla quale si definiscono quelle che vanno sotto il nome di
2609 \textit{Posix ACL}.
2610
2611 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
2612 scelto di realizzare le ACL attraverso l'interfaccia degli \textit{Extended
2613   Attributes}, e fornire tutte le relative funzioni di gestione tramite una
2614 liberia, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi delle stesse e
2615 presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo standard POSIX
2616 1003.1e.
2617
2618 \itindend{Access~Control~List}
2619
2620
2621 % TODO trattare le ACL,  la documentazione di sistema è nei pacchetti
2622 % libacl1-dev e acl 
2623 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
2624
2625
2626
2627 \subsection{La funzione \func{chroot}}
2628 \label{sec:file_chroot}
2629
2630 % TODO intrudurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
2631 % dentro chroot SELinux e AppArmor ???
2632
2633 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
2634 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
2635 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
2636 questa sezione.
2637
2638 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
2639 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
2640   sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
2641   \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
2642 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
2643 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_organization}), ha per il
2644 processo il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono
2645 risolti i \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname}
2646 assoluti.\footnote{cioè quando un processo chiede la risoluzione di un
2647   \textit{pathname}, il kernel usa sempre questa directory come punto di
2648   partenza.} Il fatto che questo valore sia specificato per ogni processo apre
2649 allora la possibilità di modificare le modalità di risoluzione dei
2650 \textit{pathname} assoluti da parte di un processo cambiando questa directory,
2651 così come si fa coi \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi
2652 cambiando la directory di lavoro.
2653
2654 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
2655 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
2656 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
2657 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti a partire sempre dalla
2658 stessa directory, che corrisponde alla \file{/} del sistema.
2659
2660 In certe situazioni però, per motivi di sicurezza, è utile poter impedire che
2661 un processo possa accedere a tutto il filesystem; per far questo si può
2662 cambiare la sua directory radice con la funzione \funcd{chroot}, il cui
2663 prototipo è:
2664 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
2665   Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
2666   \param{path}.
2667   
2668 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
2669     un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
2670   \begin{errlist}
2671   \item[\errcode{EPERM}] L'user-ID effettivo del processo non è zero.
2672   \end{errlist}
2673   ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2674   \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
2675   \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
2676 \end{prototype}
2677 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
2678 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
2679 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
2680 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
2681 accedere alla parte di albero sovrastante.  Si ha così quella che viene
2682 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
2683 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
2684 \textsl{imprigionato}.
2685
2686 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
2687 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
2688 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
2689 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
2690   jail}.
2691
2692 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
2693 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
2694 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
2695 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
2696 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
2697 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
2698 (con l'uso di \texttt{..}) risalire fino alla radice effettiva del filesystem.
2699
2700 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
2701 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
2702 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
2703 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
2704 lavoro.  Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
2705 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
2706
2707 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
2708 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
2709 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
2710 contiene i file.  Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
2711 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
2712 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
2713
2714 % LocalWords:  sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
2715 % LocalWords:  un'etichetta int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st
2716 % LocalWords:  EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
2717 % LocalWords:  ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
2718 % LocalWords:  POSIX socket fifo sticky root nell'inode system call count crash
2719 % LocalWords:  all'inode descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT
2720 % LocalWords:  ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
2721 % LocalWords:  dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
2722 % LocalWords:  mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
2723 % LocalWords:  grub bootloader grep linux MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl
2724 % LocalWords:  dev l'inode umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL
2725 % LocalWords:  stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
2726 % LocalWords:  EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ino
2727 % LocalWords:  name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
2728 % LocalWords:  DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
2729 % LocalWords:  namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
2730 % LocalWords:  strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
2731 % LocalWords:  dell'inode getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam
2732 % LocalWords:  string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
2733 % LocalWords:  EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
2734 % LocalWords:  mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
2735 % LocalWords:  ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
2736 % LocalWords:  ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH du
2737 % LocalWords:  blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate length lenght ETXTBSY
2738 % LocalWords:  hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
2739 % LocalWords:  make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
2740 % LocalWords:  gid Control List patch mandatory control execute group other all
2741 % LocalWords:  dell' effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG
2742 % LocalWords:  IRWXO ext reiser capability FSETID mask capabilities chroot jail
2743 % LocalWords:  FTP Di filter reiserfs
2744
2745 %%% Local Variables: 
2746 %%% mode: latex
2747 %%% TeX-master: "gapil"
2748 %%% End: