Aggiunti un po' di codici di errore
[gapil.git] / filedir.tex
1 \chapter{File e directory}
2 \label{cha:files_and_dirs}
3
4 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
5 file e directory, ed in particolare esamineremo come è strutturato il sistema
6 base di protezioni e controllo di accesso ai file, e tutta l'interfaccia che
7 permette la manipolazione dei vari attributi di file e directory. Tutto quello
8 che riguarda invece la manipolazione del contenuto dei file è lasciato ai
9 capitoli successivi.
10
11
12
13 \section{Il controllo di accesso ai file}
14 \label{sec:file_access_control}
15
16 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
17 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
18 filesystem standard. In questa sezione ne esamineremo i concetti essenziali e
19 le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
20
21
22 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
23 \label{sec:file_perm_overview}
24
25 Il controllo di accesso ai file in unix segue un modello abbastanza semplice
26 (ma adatto alla gran parte delle esigenze) in cui si dividono i permessi su
27 tre livelli. Si tenga conto poi che quanto diremo è vero solo per filesystem
28 di tipo unix, e non è detto che sia applicabile a un filesystem
29 qualunque\footnote{ed infatti non è vero per il filesystem vfat di Windows,
30   per il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
31   fase di montaggio}.  Esistono inoltre estensioni che permettono di
32 implementare le ACL (\textit{Access Control List}) che sono un meccanismo di
33 controllo di accesso molto più sofisticato.
34
35 Ad ogni file unix associa sempre l'utente che ne è proprietario (il cosiddetto
36 \textit{owner}) e il gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo degli
37 identificatori di utenti e gruppi (\textsl{uid} e \textsl{gid}). Questi valori
38 sono accessibili da programma tramite i campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid}
39 della struttura \var{stat} (si veda \secref{sec:file_stat}). Ad ogni file
40 viene inoltre associato un insieme di permessi che sono divisi in tre classi,
41 e cioè attribuiti rispettivamente all'utente proprietario del file, a un
42 qualunque utente faccia parte del gruppo cui appartiene il file, e a tutti gli
43 altri utenti.
44
45 I permessi, così come vengono presi dai comandi e dalle routine di sistema,
46 sono espressi da un numero di 12 bit; di questi i nove meno significativi sono
47 usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di lettura, scrittura ed
48 esecuzione (indicati nei comandi di sistema con le lettere \cmd{w}, \cmd{r} e
49 \cmd{x}) ed applicabili rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti
50 gli altri.  I restanti tre bit (\textsl{suid}, \textsl{sgid}, e
51 \textsl{sticky}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse
52 su cui torneremo in seguito (vedi \secref{sec:file_suid_sgid} e
53 \secref{sec:file_sticky}).
54
55 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni generali, sono tenuti per
56 ciascun file nell'inode; in particolare essi sono contenuti in alcuni bit
57 del campo \var{st\_mode} della struttura letta da \func{stat} (di nuovo si veda
58 \secref{sec:file_stat} per i dettagli).
59
60 In genere ci si riferisce a questo raggruppamento dei permessi usando le
61 lettere \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o}
62 (per \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti
63 insieme si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente
64 questa distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel
65 VMS, si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner},
66 \textit{group} ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione.
67 Le costanti che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel
68 campo \var{st\_mode} sono riportate in \ntab.
69
70 \begin{table}[htb]
71   \centering
72     \footnotesize
73   \begin{tabular}[c]{|c|l|}
74     \hline
75     \var{st\_mode} bit & Significato \\
76     \hline 
77     \hline 
78     \macro{S\_IRUSR}  &  \textit{user-read}, l'utente può leggere     \\
79     \macro{S\_IWUSR}  &  \textit{user-write}, l'utente può scrivere   \\
80     \macro{S\_IXUSR}  &  \textit{user-execute}, l'utente può eseguire \\ 
81     \hline              
82     \macro{S\_IRGRP}  &  \textit{group-read}, il gruppo può leggere    \\
83     \macro{S\_IWGRP}  &  \textit{group-write}, il gruppo può scrivere  \\
84     \macro{S\_IXGRP}  &  \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire\\
85     \hline              
86     \macro{S\_IROTH}  &  \textit{other-read}, tutti possono leggere    \\
87     \macro{S\_IWOTH}  &  \textit{other-write}, tutti possono scrivere  \\
88     \macro{S\_IXOTH}  &  \textit{other-execute}, tutti possono eseguire\\
89     \hline              
90   \end{tabular}
91   \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in 
92     \texttt{<sys/stat.h>}}
93   \label{tab:file_bit_perm}
94 \end{table}
95
96 Questi permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a
97 seconda che si riferiscano a file, link simbolici o directory, qui ci
98 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei
99 dettagli più avanti.
100
101 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo pathname
102 occorre il permesso di esecuzione in ciascuna delle directory che compongono
103 il pathname, e lo stesso vale per aprire un file nella directory corrente (per
104 la quale appunto serve il diritto di esecuzione).
105
106 Per una directory infatti il permesso di esecuzione ha il significato
107 specifico che essa può essere attraversata nella risoluzione del pathname, ed
108 è distinto dal permesso di lettura che invece implica che si può leggere il
109 contenuto della directory. Questo significa che se si ha il permesso di
110 esecuzione senza permesso di lettura si potrà lo stesso aprire un file in una
111 directory (se si hanno i permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà
112 vederlo con \cmd{ls} (per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per
113 la directory).
114
115 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni di
116 sola lettura (\macro{O\_RDONLY}) o di lettura-scrittura (\macro{O\_RDWR}) e
117 leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura consente di aprire un
118 file in sola scrittura (\macro{O\_WRONLY}) o lettura-scrittura
119 (\macro{O\_RDWR}) e modificarne il contenuto, lo stesso permesso è necessario
120 per poter troncare il file con l'opzione \macro{O\_TRUNC}.
121
122 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
123 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
124 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
125 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
126 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
127 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
128 rimuovendo la voce che ad esso fa rifermento).
129
130 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
131 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
132 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
133 eseguiti.
134
135 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
136 fa riferimento; per questo in genere \cmd{ls} per un link simbolico riporta
137 tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso appartiene vengono
138 ignorati quando il link viene risolto, vengono controllati solo quando viene
139 richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è in una directory con lo
140 \textsl{sticky bit} settato (si veda \secref{sec:file_sticky}).
141
142 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
143 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
144 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
145 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\textit{effective user id},
146 l'\textit{effective group id} e gli eventuali \textit{supplementary group id}
147 del processo.
148
149 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
150 veda \secref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
151 \secref{sec:file_suid_sgid}, l'\textit{effective user id} e
152 l'\textit{effective group id} corrispondono a uid e gid dell'utente che ha
153 lanciato il processo, mentre i \textit{supplementary group id} sono quelli dei
154 gruppi cui l'utente appartiene.
155
156 % Quando un processo cerca l'accesso al file esso controlla i propri uid e gid
157 % confrontandoli con quelli del file e se l'operazione richiesta è compatibile
158 % con i permessi associati al file essa viene eseguita, altrimenti viene
159 % bloccata ed è restituito un errore di \texttt{EPERM}. Questo procedimento non
160 % viene eseguito per l'amministratore di sistema (il cui uid è zero) il quale
161 % a
162 % pertanto accesso senza restrizione a qualunque file del sistema.
163
164 % In realtà il procedimento è più complesso di quanto descritto in maniera
165 % elementare qui; inoltre ad un processo sono associati diversi identificatori,
166 % torneremo su questo in maggiori dettagli in seguito in
167 % \secref{sec:proc_perms}.
168
169 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
170 di accesso sono i seguenti:
171 \begin{itemize}
172 \item Se l'\textit{effective user id} del processo è zero (corrispondente
173   all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
174   controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
175   tutti i file.
176 \item Se l'\textit{effective user id} del processo è uguale all'uid del
177   proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
178   del file) allora:
179   \begin{itemize}
180   \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
181       il processo vuole accedere in scrittura, quello di user-write per
182       l'accesso in scrittura, etc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
183     settato, l'accesso è consentito
184   \item altrimenti l'accesso è negato
185   \end{itemize}
186 \item Se l'\textit{effective group id} del processo o uno dei
187   \textit{supplementary group id} dei processi corrispondono al gid del file
188   allora:
189   \begin{itemize}
190   \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è settato, l'accesso è
191     consentito, 
192   \item altrimenti l'accesso è negato
193   \end{itemize}
194 \item se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è settato,
195   l'accesso è consentito,  altrimenti l'accesso è negato.
196 \end{itemize}
197
198 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
199 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file
200 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
201 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati; lo stesso vale se il
202 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
203 tutti gli altri non vengono controllati.
204
205
206 \subsection{I bit \textsl{suid} e \textsl{sgid}}
207 \label{sec:file_suid_sgid}
208
209 Come si è accennato (in \secref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
210 campo \var{st\_mode} usati per il controllo di accesso oltre ai bit dei
211 permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che vengono usati per indicare
212 alcune proprietà speciali dei file.  Due di questi sono i bit detti
213 \textsl{suid} (o \textit{set-user-ID bit}) e \textsl{sgid} (o
214 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle constanti
215 \macro{S\_ISUID} e \macro{S\_ISGID}.
216
217 Come spiegato in dettaglio in \secref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
218 programma il comportamendo normale del kernel è quello di settare
219 l'\textit{effective user id} e l'\textit{effective group id} del nuovo
220 processo all'uid e al gid del processo corrente, che normalmente corrispondono
221 dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
222
223 Se però il file del programma\footnote{per motivi di sicurezza il kernel
224   ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid} per gli script eseguibili} (che
225 ovviamente deve essere eseguibile) ha il bit \acr{suid} settato, il kernel
226 assegnerà come \textit{effective user id} al nuovo processo l'uid del
227 proprietario del file al posto dell'uid del processo originario.  Avere il bit
228 \acr{sgid} settato ha lo stesso effetto sull'\textit{effective group id} del
229 processo.
230
231 I bit \textsl{suid} e \textsl{sgid} vengono usati per permettere agli utenti
232 normali di usare programmi che abbisognano di privilegi speciali; l'esempio
233 classico è il comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file
234 delle password, quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo
235 dall'amministratore, ma non è necessario chiamare l'amministratore per
236 cambiare la propria password. Infatti il comando \cmd{passwd} appartiene a
237 root ma ha il bit suid settato per cui quando viene lanciato da un utente
238 normale parte con i privilegi di root.
239
240 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
241 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
242 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
243 usati per guadagnare privilegi non consentiti (torneremo sull'argomento in
244 \secref{sec:proc_perms}).
245
246 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere
247 rilevata con il comando \cmd{ls -l}, in tal caso comparirà la lettera \cmd{s}
248 al posto della \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La
249 stessa lettera \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per settare
250 questi bit. Infine questi bit possono essere controllati all'interno di
251 \var{st\_mode} con l'uso delle due costanti \macro{S\_ISUID} e
252 \macro{S\_IGID}, i cui valori sono riportati in
253 \tabref{tab:file_mode_flags}.
254
255 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
256 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVR4 per indicare
257 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
258 veda \secref{sec:file_ownership} per una spiegazione dettagliata al
259 proposito).
260
261 Infine Linux utilizza il bit \textsl{sgid} per una ulteriore estensione
262 mutuata da SVR4. Il caso in cui il file abbia il bit \textsl{sgid} settato ma
263 non il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare per
264 quel file il \textit{mandatory locking} (argomento che affronteremo nei
265 dettagli in \secref{sec:xxx_mandatory_lock}).
266
267
268 \subsection{Il bit \textsl{sticky}}
269 \label{sec:file_sticky}
270
271 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \macro{S\_ISVTX}, è in
272 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi unix. A quell'epoca infatti la
273 memoria virtuale e l'accesso ai files erano molto meno sofisticati e per
274 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
275 si poteva settare questo bit.
276
277 L'effetto di questo bit era che il segmento di testo del programma (si veda
278 \secref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva scritto nella swap la
279 prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva fino al riavvio della
280 mecchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit}); essendo la swap un file
281 continuo indicizzato direttamente in questo modo si poteva risparmiare in
282 tempo di caricamento rispetto alla ricerca del file su disco. Lo
283 \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera \cmd{t} al posto della
284 \cmd{x} nei permessi per gli altri.
285
286 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
287 l'amministratore era in grado di settare questo bit, che venne chiamato anche
288 con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della costante.
289 Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
290 sostanzialmente inutile questo procedimento.
291
292 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textsl{sticky bit} ha
293 assunto un uso corrente per le directory\footnote{lo \textsl{sticky bit} per
294   le directory è una estensione non definita nello standard POSIX, Linux però
295   la supporta, così come BSD e SVR4}, in questo caso se il bit è settato un
296 file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha il permesso
297 di scrittura ed inoltre è vera una delle seguenti condizioni:
298 \begin{itemize}
299 \item l'utente è proprietario del file
300 \item l'utente è proprietario della directory
301 \item l'utente è l'amministratore 
302 \end{itemize}
303 un classico esempio di directory che ha questo bit settato è \file{/tmp}, i
304 permessi infatti di solito sono settati come:
305 \begin{verbatim}
306 $ ls -ld /tmp
307 drwxrwxrwt    6 root     root         1024 Aug 10 01:03 /tmp
308 \end{verbatim}%$
309 in questo modo chiunque può leggere, scrivere ed eseguire i file temporanei
310 ivi memorizzati, sia crearne di nuovi, ma solo l'utente che ha creato un file
311 nella directory potrà cancellarlo o rinominarlo, così si può evitare che un
312 utente possa, più o meno consapevolemnte, cancellare i file degli altri.
313
314
315 \subsection{La titolarità di nuovi file e directory}
316 \label{sec:file_ownership}
317
318 Vedremo in \secref{sec:file_base_func} come creare nuovi file, ma se è
319 possibile specificare in sede di creazione quali permessi applicare ad un
320 file, non si può indicare a quale utente e gruppo esso deve appartenere.  Lo
321 stesso problema di presenta per la creazione di nuove directory (procedimento
322 descritto in \secref{sec:file_dir_creat_rem}).
323
324 Lo standard POSIX prescrive che l'uid del nuovo file corrisponda
325 all'\textit{effective user id} del processo che lo crea; per il gid invece
326 prevede due diverse possibilità:
327 \begin{itemize}
328 \item il gid del file corrisponde all'\textit{effective group id} del processo.
329 \item il gid del file corrisponde al gid della directory in cui esso è creato.
330 \end{itemize}
331 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
332 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVR4; di
333 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il gid
334 del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il bit
335 \textsl{sgid} settato allora viene usata la seconda opzione..
336
337 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il gid viene sempre automaticamente
338 propagato, restando coerente a quello della directory di partenza, in tutte le
339 sottodirectory. La semantica SVR4 offre una maggiore possibilità di scelta, ma
340 per ottenere lo stesso risultato necessita che per le nuove directory venga
341 anche propagato anche il bit sgid. Questo è comunque il comportamento di
342 default di \func{mkdir}, ed é in questo modo ad esempio che Debian assicura
343 che le sottodirectory create nelle home di un utente restino sempre con il gid
344 del gruppo primario dello stesso.
345
346
347 \subsection{La funzione \texttt{access}}
348 \label{sec:file_access}
349
350 Come detto in \secref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad
351 un file viene fatto usando \textit{effective user id} e \textit{effective
352   group id} del processo, ma ci sono casi in cui si può voler effettuare il
353 controllo usando il \textit{real user id} e il \textit{real group id} (cioè
354 l'uid dell'utente che ha lanciato il programma, che, come accennato in
355 \secref{sec:file_suid_sgid} e spiegato in \secref{sec:proc_perms} non è
356 detto sia uguale all'\textit{effective user id}). Per far questo si può usare
357 la funzione \func{access}, il cui prototipo è:
358
359 \begin{prototype}{unistd.h}
360 {int access(const char *pathname, int mode)}
361
362   La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \var{mode}, per il
363   file indicato da \var{pathname}. 
364   
365   La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 altrimenti; in
366   quest'ultimo caso la variabile \texttt{errno} viene settata secondo i codici
367   di errore: \macro{EACCES}, \macro{EROFS}, \macro{EFAULT}, \macro{EINVAL},
368   \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ELOOP},
369   \macro{EIO}.
370 \end{prototype}
371
372 I valori possibili per il parametro \var{mode} sono esprimibili come
373 combinazione delle costanti numeriche riportate in \ntab\ (attraverso un OR
374 binario). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza del
375 file, se si vuole verificare solo quest'ultimaa si può usare \macro{F\_OK}, o
376 anche direttamente \func{stat}. In caso \var{pathname} si riferisca ad un link
377 simbolico il controllo è fatto sul file a cui esso fa riferimento.
378
379 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
380 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
381 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
382 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
383 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
384 contrario (o di errore) ritorna -1.
385
386 \begin{table}[htb]
387   \centering
388   \begin{tabular}{|c|l|}
389     \hline
390     \var{mode} & Significato \\
391     \hline
392     \hline
393     \macro{R\_OK} & verifica il permesso di lettura \\
394     \macro{W\_OK} & verifica il permesso di scritture \\
395     \macro{X\_OK} & verifica il permesso di esecuzione \\
396     \macro{F\_OK} & verifica l'esistenza del file \\
397     \hline
398   \end{tabular}
399   \caption{Valori possibile per il parametro \var{mode} della funzione 
400     \func{access}}
401   \label{tab:file_access_mode_val}
402 \end{table}
403
404 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
405 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (attraverso l'uso del
406 suid bit) che vuole controllare se l'utente originale ha i permessi per
407 accedere ad un certo file.
408
409
410 \subsection{Le funzioni \texttt{chmod} e \texttt{fchmod}}
411 \label{sec:file_chmod}
412
413 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
414 funzioni, che operano rispettivamente su un filename e su un file descriptor,
415 i cui prototipi sono:
416
417 \begin{functions}
418   \headdecl{sys/types.h} 
419   \headdecl{sys/stat.h} 
420   
421   \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
422   file indicato da \var{path} al valore indicato da \var{mode}.
423   
424   \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
425   il file descriptor \var{fd} per indicare il file.
426   
427   Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
428   caso di errore \texttt{errno} può assumere i valori:
429   \begin{errlist}
430   \item \macro{EPERM} L'\textit{effective user id} non corrisponde a quello
431     del proprietario del file o non è zero.
432   \end{errlist}
433   ed inoltre \macro{EROFS} e \macro{EIO}; \func{chmod} restituisce anche
434   \macro{EFAULT}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM},
435   \macro{ENOTDIR}, \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchmod} anche
436   \macro{EBADF}.
437 \end{functions}
438
439 I valori possibili per \var{mode} sono indicati in \ntab. I valori possono
440 esser combinati con l'OR binario delle relative macro, o specificati
441 direttamente, come per l'analogo comando di shell, con il valore ottale. Ad
442 esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura per
443 il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono corrispondenti
444 al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il bit di
445 esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il bit suid
446 il valore da fornire sarebbe $4755$.
447
448 \begin{table}[!htb]
449   \centering
450   \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
451     \hline
452     \var{mode} & Valore & Significato \\
453
454     \hline
455     \hline
456     \macro{S\_ISUID} & 04000 & set user ID \\
457     \macro{S\_ISGID} & 02000 & set group ID \\
458     \macro{S\_ISVTX} & 01000 & sticky bit \\
459     \hline
460     \macro{S\_IRWXU} & 00700 & l'utente ha tutti i permessi \\
461     \macro{S\_IRUSR} & 00400 & l'utente ha il permesso di lettura  \\
462     \macro{S\_IWUSR} & 00200 & l'utente ha il permesso di scrittura \\
463     \macro{S\_IXUSR} & 00100 & l'utente ha il permesso di esecuzione \\
464     \hline
465     \macro{S\_IRWXG} & 00070 & il gruppo ha tutti i permessi  \\
466     \macro{S\_IRGRP} & 00040 & il gruppo ha il permesso di lettura  \\
467     \macro{S\_IWGRP} & 00020 & il gruppo ha il permesso di scrittura \\
468     \macro{S\_IXGRP} & 00010 & il gruppo ha il permesso di esecuzione \\
469     \hline
470     \macro{S\_IRWXO} & 00007 & gli altri hanno tutti i permessi \\
471     \macro{S\_IROTH} & 00004 & gli altri hanno il permesso di lettura  \\
472     \macro{S\_IWOTH} & 00002 & gli altri hanno il permesso di scrittura \\
473     \macro{S\_IXOTH} & 00001 & gli altri hanno il permesso di esecuzione \\
474     \hline
475   \end{tabular}
476   \caption{I valori delle costanti usate per indicare i permessi dei file.}
477   \label{tab:file_permission_const}
478 \end{table}
479
480 Il cambiamento dei permessi di un file attraverso queste funzioni ha comunque
481 alcune limitazioni, provviste per motivi di sicurezza. Questo significa che
482 anche se si è proprietari del file non tutte le operazioni sono permesse, in
483 particolare:
484 \begin{itemize}
485 \item siccome solo l'amministratore può settare lo \textit{sticky bit} se se
486   l'\textit{effective user id} del processo non è zero esso viene
487   automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia stato
488   indicato in \var{mode}.
489 \item per via della semantica SVR4 nella creazione dei nuovi file, si può
490   avere il caso in cui il file creato da un processo è assegnato a un gruppo
491   per il quale il processo non ha privilegi. Per evitare che si possa
492   assegnare il bit \textsl{sgid} ad un file appartenente a un gruppo per cui
493   non si hanno diritti, questo viene automaticamente cancellato (senza
494   notifica di errore) da \var{mode} qualora il gruppo del file non corrisponda
495   a quelli associati al processo (la cosa non avviene quando
496   l'\textit{effective user id} del processo è zero).
497 \end{itemize}
498
499 Per alcuni filesystem\footnote{il filesystem \textsl{ext2} supporta questa
500   caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista una ulteriore
501 misura di sicurezza, volta ad scongiurare l'abuso dei bit \acr{suid} e
502 \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi bit qualora un
503 processo che non appartenga all'amministratore scriva su un file. In questo
504 modo anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può
505 scrivere, un eventuale modifica comporterà la perdita di ogni ulteriore
506 privilegio.
507
508
509 \subsection{La funzione \texttt{umask}}
510 \label{sec:file_umask}
511
512 Oltre che dai valori indicati in sede di creazione, i permessi assegnati ai
513 nuovi file sono controllati anche da una maschera di bit settata con la
514 funzione \func{umask}, il cui prototipo è:
515
516 \begin{prototype}{stat.h}
517 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
518
519   Setta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \var{mask}
520   (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
521   
522   La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una delle poche
523   funzioni che non restituisce codici di errore.
524 \end{prototype}
525
526 Questa maschera è una caratteristica di ogni processo e viene utilizzata per
527 impedire che alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di
528 creazione, i bit indicati nella maschera vengono infatti esclusi quando un
529 nuovo file viene creato.
530
531 In genere questa maschera serve per impostare un default che escluda alcuni
532 permessi (usualmente quello di scrittura per il gruppo e gli altri,
533 corrispondente ad un valore di $022$). Essa è utile perché le routine
534 dell'interfaccia ANSI C degli stream non prevedono l'esistenza dei permessi, e
535 pertanto tutti i nuovi file vengono sempre creati con un default di $666$
536 (cioè permessi di lettura e scrittura per tutti, si veda
537 \tabref{tab:file_permission_const} per un confronto); in questo modo è
538 possibile cancellare automaticamente i permessi non voluti, senza doverlo fare
539 esplicitamente.
540
541 In genere il valore di \func{umask} viene stabilito una volta per tutte al
542 login a $022$, e di norma gli utenti non hanno motivi per modificarlo. Se però
543 si vuole che un processo possa creare un file che chiunque possa leggere
544 allora occorrerà cambiare il valore di \func{umask}.
545
546 \subsection{Le funzioni \texttt{chown}, \texttt{fchown} e \texttt{lchown}}
547 \label{sec:file_chown}
548
549 Come per i permessi, il sistema fornisce anche delle funzioni che permettano
550 di cambiare utente e gruppo cui il file appartiene; le funzioni in questione
551 sono tre e i loro prototipi sono i seguenti:
552
553 \begin{functions}
554   \headdecl{sys/types.h} 
555   \headdecl{sys/stat.h} 
556   
557   \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
558   \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
559   \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
560
561   Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
562   specificati dalle variabili \var{owner} e \var{group}. 
563
564   Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
565   caso di errore \texttt{errno} viene settato ai valori:
566   \begin{errlist}
567   \item \macro{EPERM} L'\textit{effective user id} non corrisponde a quello
568     del proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
569   \end{errlist}
570   Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \macro{EROFS} e
571   \macro{EIO}; \func{chown} restituisce anche \macro{EFAULT},
572   \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENOTDIR},
573   \macro{EACCES}, \macro{ELOOP}; \func{fchown} anche \macro{EBADF}.
574 \end{functions}
575
576 In Linux soltanto l'amministratore può cambiare il proprietario di un file,
577 seguendo la semantica di BSD che non consente agli utenti di assegnare i loro
578 file ad altri (per evitare eventuali aggiramenti delle quote).
579 L'amministratore può cambiare il gruppo di un file, il proprietario può
580 cambiare il gruppo dei file che gli appartengono solo se il nuovo gruppo è il
581 suo gruppo primario o uno dei gruppi a cui appartiene.
582
583 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
584 in link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}\footnote{fino alla
585   versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
586   allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
587   introdotta per l'occazione, ed è stata creata una nuova system call per
588   \func{chown} che seguisse i link simbolici}. La funzione \func{fchown} opera
589 su un file aperto, essa è mututata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
590 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
591 valore per \var{owner} e \var{group} i valori restano immutati. 
592
593 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
594 privilegi di root entrambi i bit \textsl{suid} e \textsl{sgid} vengono
595 cancellati. Questo non avviene per il bit \textsl{sgid} nel caso in cui esso
596 sia usato (in assenza del corrispondente permesso di esecuzione) per indicare
597 che per il file è attivo il \textit{mandatory locking}.
598
599 %La struttura fondamentale che contiene i dati essenziali relativi ai file è il
600 %cosiddetto \textit{inode}; questo conterrà informazioni come il
601 %tipo di file (file di dispositivo, directory, file di dati, per un elenco
602 %completo vedi \ntab), i permessi (vedi \secref{sec:file_perms}), le date (vedi
603 %\secref{sec:file_times}).
604
605
606
607 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei files}
608 \label{sec:file_infos}
609
610 Come spiegato in \secref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni
611 generali relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle
612 informazioni relative al controllo di accesso, sono mantenute nell'inode.
613
614 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
615 usando la funzione \texttt{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
616 memorizzati nell'inode; esamineremo poi le varie funzioni usate per manipolare
617 tutte queste informazioni (eccetto quelle che riguardano la gestione del
618 controllo di accesso, già trattate in in \secref{sec:file_access_control}).
619
620
621 \subsection{Le funzioni \texttt{stat}, \texttt{fstat} e \texttt{lstat}}
622 \label{sec:file_stat}
623
624 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
625 delle funzioni \func{stat}; questa è la funzione che il comando \cmd{ls} usa
626 per poter ottenere e mostrare tutti i dati dei files. I prototipi di queste
627 funzioni sono i seguenti:
628 \begin{functions}
629   \headdecl{sys/types.h} 
630   \headdecl{sys/stat.h} 
631   \headdecl{unistd.h}
632
633   \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Legge le
634   informazione del file specificato da \var{file\_name} e le inserisce in
635   \var{buf}.
636   
637   \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)} Identica a
638   \func{stat} eccetto che se il \var{file\_name} è un link simbolico vengono
639   lette le informazioni relativa ad esso e non al file a cui fa riferimento.
640   
641   \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)} Identica a \func{stat}
642   eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
643   descriptor \var{filedes}.
644   
645   Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
646   caso di errore \texttt{errno} può assumere uno dei valori: \macro{EBADF},
647   \macro{ENOENT}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ELOOP}, \macro{EFAULT},
648   \macro{EACCESS}, \macro{ENOMEM}, \macro{ENAMETOOLONG}.
649 \end{functions}
650
651 La struttura \texttt{stat} è definita nell'header \texttt{sys/stat.h} e in
652 generale dipende dall'implementazione, la versione usata da Linux è mostrata
653 in \nfig, così come riportata dalla man page (in realtà la definizione
654 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
655 riservati per estensioni come tempi più precisi, o per il padding dei campi).
656
657 \begin{figure}[!htb]
658   \footnotesize
659   \centering
660   \begin{minipage}[c]{15cm}
661     \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
662 struct stat {
663     dev_t         st_dev;      /* device */
664     ino_t         st_ino;      /* inode */
665     mode_t        st_mode;     /* protection */
666     nlink_t       st_nlink;    /* number of hard links */
667     uid_t         st_uid;      /* user ID of owner */
668     gid_t         st_gid;      /* group ID of owner */
669     dev_t         st_rdev;     /* device type (if inode device) */
670     off_t         st_size;     /* total size, in bytes */
671     unsigned long st_blksize;  /* blocksize for filesystem I/O */
672     unsigned long st_blocks;   /* number of blocks allocated */
673     time_t        st_atime;    /* time of last access */
674     time_t        st_mtime;    /* time of last modification */
675     time_t        st_ctime;    /* time of last change */
676 };
677     \end{lstlisting}
678   \end{minipage} 
679   \normalsize 
680   \caption{La struttura \texttt{stat} per la lettura delle informazioni dei 
681     file}
682   \label{fig:file_stat_struct}
683 \end{figure}
684
685 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi nativi
686 del sistema (di quelli definiti in \tabref{tab:xxx_sys_types}, e dichiarati in
687 \texttt{sys/types.h}). 
688
689
690 \subsection{I tipi di file}
691 \label{sec:file_types}
692
693 Come riportato in \tabref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e
694 alle directory esistono vari altri oggetti che possono stare su un filesystem;
695 il tipo di file è ritornato dalla \texttt{stat} nel campo \texttt{st\_mode}
696 (che è quello che contiene anche le informazioni relative ai permessi).
697
698 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
699 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di files,
700 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni per link
701 simbolici e socket definite da BSD, l'elenco completo di tutte le macro
702 definite in GNU/Linux è riportato in \ntab.
703 \begin{table}[htb]
704   \centering
705   \footnotesize
706   \begin{tabular}[c]{|l|l|}
707     \hline
708     Macro & Tipo del file \\
709     \hline
710     \hline
711     \macro{S\_ISREG(m)}  & file regolare \\
712     \macro{S\_ISDIR(m)}  & directory \\
713     \macro{S\_ISCHR(m)}  & device a caraetteri \\
714     \macro{S\_ISBLK(m)}  & device a blocchi\\
715     \macro{S\_ISFIFO(m)} & fifo \\
716     \macro{S\_ISLNK(m)}  & link simbolico \\
717     \macro{S\_ISSOCK(m)} & socket \\
718     \hline    
719   \end{tabular}
720   \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h})}
721   \label{tab:file_type_macro}
722 \end{table}
723
724 Oltre a queste macro è possibile usare direttamente il valore di
725 \var{st\_mode} per ricavare il significato dei vari bit in esso memorizzati,
726 per questo sempre in \texttt{sys/stat.h} sono definiti i flag riportati in
727 \ntab:
728 \begin{table}[htb]
729   \centering
730   \footnotesize
731   \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
732     \hline
733     Flag & Valore & Significato \\
734     \hline
735     \hline
736     \macro{S\_IFMT}   &  0170000 & bitmask per i bit del tipo di file \\
737     \macro{S\_IFSOCK} &  0140000 & socket             \\
738     \macro{S\_IFLNK}  &  0120000 & link simbolico     \\
739     \macro{S\_IFREG}  &  0100000 & file regolare      \\ 
740     \macro{S\_IFBLK}  &  0060000 & device a blocchi   \\
741     \macro{S\_IFDIR}  &  0040000 & directory          \\ 
742     \macro{S\_IFCHR}  &  0020000 & device a caratteri \\
743     \macro{S\_IFIFO}  &  0010000 & fifo               \\
744     \hline
745     \macro{S\_ISUID}  &  0004000 & set UID bit   \\
746     \macro{S\_ISGID}  &  0002000 & set GID bit   \\
747     \macro{S\_ISVTX}  &  0001000 & sticky bit    \\
748     \hline
749 %    \macro{S\_IRWXU}  &  00700   & bitmask per i permessi del proprietario  \\
750     \macro{S\_IRUSR}  &  00400   & il proprietario ha permesso di lettura   \\
751     \macro{S\_IWUSR}  &  00200   & il proprietario ha permesso di scrittura \\
752     \macro{S\_IXUSR}  &  00100   & il proprietario ha permesso di esecuzione\\
753     \hline
754 %    \macro{S\_IRWXG}  &  00070   & bitmask per i permessi del gruppo        \\
755     \macro{S\_IRGRP}  &  00040   & il gruppo ha permesso di lettura         \\
756     \macro{S\_IWGRP}  &  00020   & il gruppo ha permesso di scrittura       \\
757     \macro{S\_IXGRP}  &  00010   & il gruppo ha permesso di esecuzione      \\
758     \hline
759 %    \macro{S\_IRWXO}  &  00007   & bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
760     \macro{S\_IROTH}  &  00004   & gli altri hanno permesso di lettura      \\
761     \macro{S\_IWOTH}  &  00002   & gli altri hanno permesso di esecuzione   \\
762     \macro{S\_IXOTH}  &  00001   & gli altri hanno permesso di esecuzione   \\
763     \hline    
764   \end{tabular}
765   \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
766     \var{st\_mode} (definite in \texttt{sys/stat.h})}
767   \label{tab:file_mode_flags}
768 \end{table}
769
770 Il primo valore definisce la maschera dei bit usati nei quali viene
771 memorizzato il tipo di files, mentre gli altri possono essere usati per
772 effettuare delle selezioni sul tipo di file voluto, combinando opportunamente
773 i vari flag; ad esempio se si volesse controllare se un file è una directory o
774 un file ordinario si potrebbe definire la condizione:
775 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
776 #define IS_FILE_DIR(x) (((x) & S_IFMT) & (S_IFDIR | S_IFREG))
777 \end{lstlisting}
778 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
779 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
780
781
782 \subsection{La dimensione dei file}
783 \label{sec:file_file_size}
784
785 Il membro \var{st\_size} contiene la dimensione del file in byte (se il file
786 è un file normale, nel caso di un link simbolico al dimensione è quella del
787 pathname che contiene). 
788
789 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
790 bytes. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
791 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
792 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
793 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
794
795 Si tenga conto che lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è detto
796 che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della possibile
797 esistenza dei cosiddetti \textsl{buchi} (detti normalmente \textit{holes}) che
798 si formano tutte le volte che si va a scrivere su un file dopo aver eseguito
799 una \func{seek} (vedi \secref{sec:file_lseek}) oltre la sua conclusione
800 corrente.
801
802 In tal caso si avranno differenti risultati a seconda del modi in cui si
803 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
804 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
805 legge dal file (ad esempio usando \cmd{wc -c}), dato che in tal caso per le
806 parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso risultato
807 di \cmd{ls}.
808
809 Se è sempre possibile allargare un file scrivendoci sopra od usando la
810 funzione \func{seek} per spostarsi oltre la sua fine. Esistono però anche casi
811 in cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento scartando i dati al
812 di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
813
814 Un file può essere troncato a zero aprendolo con il flag \macro{O\_TRUNC}, ma
815 questo è un caso particolare; per qualunque altra dimensione si possono usare
816 le due funzioni:
817 \begin{functions}
818   \headdecl{unistd.h} \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t
819     length)} Fa si che la dimensione del file \var{file\_name} sia troncata ad
820     un valore massimo specificato da \var{lenght}. 
821   
822   \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))} Identica a \func{truncate}
823   eccetto che si usa con un file aperto, specificato tramite il suo file
824   descriptor \var{fd}.
825   
826   Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un errore, in
827   caso di errore \texttt{errno} viene settato opportunamente; per
828   \func{ftruncate} si hanno i valori:
829   \begin{errlist}
830   \item \macro{EBADF} \var{fd}  non è un file descriptor.
831   \item \texttt{EINVAL} \var{fd} è un riferimento ad un socket, non a un file
832     o non è aperto in scrittura.
833   \end{errlist}
834   per \func{truncate} si hanno:
835   \begin{errlist}
836   \item \texttt{EACCES} il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
837     permesso di esecuzione una delle directory del pathname. 
838   \item \texttt{ETXTBSY} Il file è un programma in esecuzione.
839   \end{errlist}
840   ed anche \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
841   \macro{EROFS}, \macro{EIO}, \macro{EFAULT}, \macro{ELOOP}.
842 \end{functions}
843
844 Se il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
845 perduti; il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e
846 dipende dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso
847 fino alla lunghezza scelta; in quest'ultimo caso lo spazio viene riempito con
848 zeri (e in genere si ha la creazione di un hole nel file).
849
850
851 \subsection{I tempi dei file}
852 \label{sec:file_file_times}
853
854 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi. Questi sono registrati
855 nell'inode insieme agli altri attibuti del file e possono essere letti tramite
856 la funzione \func{stat}, che li restituisce attraverso tre campi della
857 struttura in \figref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e
858 dei relativi campi è riportato nello schema in \ntab:
859
860 \begin{table}[htb]
861   \centering
862   \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
863     \hline
864     Membro & Significato & Funzione&opzione \\
865     \hline
866     \hline
867     \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &\func{read}& \cmd{-u}\\ 
868     \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &\func{write}& default\\ 
869     \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'inode&\func{chmod}, 
870     \func{utime} & \cmd{-c} \\ 
871     \hline
872   \end{tabular}
873   \caption{I tre tempi associati a ciascun file}
874   \label{tab:file_file_times}
875 \end{table}
876
877 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
878 modifica (il \textit{modification time} \var{st\_mtime}) e il tempo di
879 cambiamento di stato (il \textit{chage time} \var{st\_ctime}). Il primo
880 infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre il
881 secondo ad una modifica dell'inode; siccome esistono molte operazioni (come la
882 funzione \func{link} e molte altre che vedremo in seguito) che modificano solo
883 le informazioni contenute nell'inode senza toccare il file, diventa necessario
884 l'utilizzo di un altro tempo.
885
886 Il sistema non tiene conto dell'ultimo accesso all'inode, pertanto funzioni
887 come \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
888 tempo di ultimo accesso viene di solito usato per cancellare i file che non
889 servono più dopo un certo lasso di tempo (ad esempio \cmd{leafnode} cancella i
890 vecchi articoli sulla base di questo tempo).  
891
892 Il tempo di ultima modifica invece viene usato da \cmd{make} per decidere
893 quali file necessitano di essere ricompilati o (talvolta insieme anche al
894 tempo di cambiamento di stato) per decidere quali file devono essere
895 archiviati per il backup. Il comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni
896 \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i tempi dei file secondo lo schema riportato
897 nell'ultima colonna di \curtab.
898
899 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui tempi è
900 illustrato in \ntab. Si sono riportati gli effetti sia per il file a cui si fa
901 riferimento, sia per la directory che lo contiene; questi ultimi possono
902 essere capiti se si tiene conto di quanto già detto, e cioè che anche le
903 directory sono files, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga agli
904 altri. 
905
906 Per questo motivo tutte le volte che compiremo una operazione su un file che
907 comporta una modifica della sua directory entry, andremo anche a scrivere
908 sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un esempio
909 di questo può essere la cancellazione di un file, mentre leggere o scrivere o
910 cambiarne i permessi ha effetti solo sui tempi del file.
911
912 \begin{table}[htb]
913   \centering
914   \footnotesize
915   \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
916     \hline
917     \multicolumn{1}{|c|}{Funzione} 
918     &\multicolumn{3}{p{2cm}}{File o directory di riferimento}
919     &\multicolumn{3}{p{2cm}}{Directory genitrice del riferimento} 
920     &\multicolumn{1}{|c|}{Note} \\
921     \cline{2-7}
922     &  \textsl{(a)} &  \textsl{(m)}&  \textsl{(c)} 
923     &  \textsl{(a)} &  \textsl{(m)}&  \textsl{(c)}& \\
924     \hline
925     \hline
926     \func{chmod}, \func{fchmod} 
927     &         &         &$\bullet$&         &         &         & \\
928     \func{chown}, \func{fchown} 
929     &         &         &$\bullet$&         &         &         & \\
930     \func{creat}  
931     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$&  con 
932     \macro{O\_CREATE} \\    \func{creat}  
933     &         &$\bullet$&$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$&   
934     con \macro{O\_TRUNC} \\    \func{exec}  
935     &$\bullet$&         &         &         &         &         & \\
936     \func{lchown}  
937     &         &         &$\bullet$&         &         &         & \\
938     \func{link}
939     &         &         &$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& \\
940     \func{mkdir}
941     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& \\
942     \func{mkfifo}
943     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& \\
944     \func{open}
945     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& con 
946     \macro{O\_CREATE} \\    \func{open}
947     &         &$\bullet$&$\bullet$&         &         &         & con 
948     \macro{O\_TRUNC}  \\    \func{pipe}
949     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &         &         & \\
950     \func{read}
951     &$\bullet$&         &         &         &         &         & \\
952     \func{remove}
953     &         &         &$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& using 
954     \func{unlink}\\    \func{remove}
955     &         &         &         &         &$\bullet$&$\bullet$& using 
956     \func{rmdir}\\ \func{rename}
957     &         &         &$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& per entrambi
958     gli argomenti\\ \func{rmdir}
959     &         &         &         &         &$\bullet$&$\bullet$& \\ 
960     \func{truncate}, \func{ftruncate}
961     &         &$\bullet$&$\bullet$&         &         &         & \\ 
962     \func{unlink}
963     &         &         &$\bullet$&         &$\bullet$&$\bullet$& \\ 
964     \func{utime}
965     &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$&         &         &         & \\ 
966     \func{write}
967     &         &$\bullet$&$\bullet$&         &         &         & \\ 
968     \hline
969   \end{tabular}
970   \caption{Effetti delle varie funzioni su tempi di ultimo accesso 
971     \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)}  e ultimo cambiamento
972     \textsl{(c)}}
973   \label{tab:file_times_effects}  
974 \end{table}
975
976 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
977 creazione del file, usato da molti altri sistemi operativi, che in unix non
978 esiste.
979
980
981 \subsection{La funzione \texttt{utime}}
982 \label{sec:file_utime}
983
984 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere cambiati usando la
985 funzione \func{utime}, il cui prototipo è:
986
987 \begin{prototype}{utime.h}
988 {int utime(const char * filename, struct utimbuf *times)} 
989
990 Cambia i tempi di ultimo accesso e modifica dell'inode specificato da
991 \var{filename} secondo i campi \var{actime} e \var{modtime} di \var{times}. Se
992 questa è \macro{NULL} allora viene usato il tempo corrente.
993
994 La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in caso di errore, nel
995 qual caso \var{errno} è settata opportunamente.
996 \begin{errlist}
997 \item \texttt{EACCESS} non si ha il permesso di scrittura sul file.
998 \item \texttt{ENOENT} \var{filename} non esiste.
999 \end{errlist}
1000 \end{prototype}
1001  
1002 La struttura \var{utimebuf} usata da \func{utime} è definita come:
1003 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1004 struct utimbuf {
1005         time_t actime;  /* access time */
1006         time_t modtime; /* modification time */
1007 };
1008 \end{lstlisting}
1009
1010 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
1011 cosa è l'argomento \var{times}; se è \textit{NULL} la funzione setta il tempo
1012 corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece si è
1013 specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari del
1014 file (o si hanno i privilegi di amministratore).
1015
1016 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
1017 cambiamento di stato del file, che viene comunque cambiato dal kernel tutte le
1018 volte che si modifica l'inode (quindi anche alla chiamata di \func{utime}).
1019 Questo serve anche come misura di sicurezza per evitare che si possa
1020 modificare un file nascondendo completamente le proprie tracce.  In realtà la
1021 cosa resta possibile, se si è in grado di accedere al device, scrivendo
1022 direttamente sul disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente è
1023 molto più complicato da realizzare.
1024
1025
1026
1027 \section{La manipolazione di file e directory}
1028
1029 Come già accennato in \secref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
1030 i file hanno delle caratteristiche specifiche dipendenti dall'architettura del
1031 sistema, esamineremo qui allora le funzioni usate per la creazione di link
1032 simbolici e diretti  e per la gestione delle directory, approfondendo quanto
1033 già accennato in precedenza.
1034
1035
1036 \subsection{Le funzioni \texttt{link} e \texttt{unlink}}
1037 \label{sec:file_link}
1038
1039 Una delle caratteristiche comuni a vari sistemi operativi è quella di poter
1040 creare dei nomi fittizi (alias o collegamenti) per potersi riferire allo
1041 stesso file accedendovi da directory diverse. Questo è possibile anche in
1042 ambiente unix, dove tali collegamenti sono usualmente chiamati \textit{link},
1043 ma data la struttura del sistema ci sono due metodi sostanzialmente diversi
1044 per fare questa operazione.
1045
1046 Come spiegato in \secref{sec:file_architecture} l'accesso al contenuto di
1047 un file su disco avviene attraverso il suo inode, e il nome che si trova in
1048 una directory è solo una etichetta associata ad un puntatore a detto inode.
1049 Questo significa che la realizzazione di un link è immediata in quanto uno
1050 stesso file può avere tanti nomi diversi allo stesso tempo, dati da
1051 altrettante diverse associazioni allo stesso inode; si noti poi che nessuno di
1052 questi nomi viene ad assumere una particolare preferenza rispetto agli altri.
1053
1054 Per aggiungere un nome ad un inode si utilizza la funzione \texttt{link}; si
1055 suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento diretto (o
1056 \textit{hard link}).  Il prototipo della funzione e le sue caratteristiche
1057 principali, come risultano dalla man page, sono le seguenti:
1058 \begin{prototype}{unistd.h}
1059 {int link(const char * oldpath, const char * newpath)}
1060   Crea un nuovo collegamento diretto al file indicato da \texttt{oldpath}
1061   dandogli nome \texttt{newpath}.
1062   
1063   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 in caso di errore. La
1064   variabile \texttt{errno} viene settata opportunamente, i principali codici
1065   di errore sono:
1066   \begin{errlist}
1067   \item \texttt{EXDEV} \texttt{oldpath} e \texttt{newpath} non sono sullo
1068     stesso filesystem.
1069   \item \texttt{EPERM} il filesystem che contiene \texttt{oldpath} e
1070     \texttt{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1071   \item \texttt{EEXIST} un file (o una directory) con quel nome esiste di
1072     già.
1073   \item \texttt{EMLINK} ci sono troppi link al file \texttt{oldpath} (il
1074     numero massimo è specificato dalla variabile \texttt{LINK\_MAX}, vedi
1075     \secref{sec:xxx_limits}).
1076   \end{errlist}
1077   
1078 \end{prototype}
1079
1080 La creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file,
1081 ma si limita ad aumentare di uno il numero di referenze al file (come si può
1082 controllare con il campo \var{st\_nlink} di \var{stat}) aggiungendo il nuovo
1083 nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può essere così richiamato in
1084 diverse directory.
1085  
1086 Per quanto dicevamo in \secref{sec:file_filesystem} la creazione del
1087 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i pathname sono nello stesso
1088 filesystem; inoltre il filesystem deve supportare i collegamenti diretti (non è
1089 il caso ad esempio del filesystem \texttt{vfat} di windows).
1090
1091 La funzione opera sui file ordinari, come sugli altri oggetti del filesystem,
1092 in alcuni filesystem solo l'amministratore è in grado di creare un
1093 collegamento diretto ad un'altra directory, questo lo si fa perché in questo
1094 caso è possibile creare dei circoli nel filesystem (vedi
1095 \secref{sec:file_symlink}) che molti programmi non sono in grado di
1096 gestire e la cui rimozione diventa estremamente complicata (in genere occorre
1097 far girare il programma \texttt{fsck} per riparare il filesystem); data la sua
1098 pericolosità in generale nei filesystem usati in Linux questa caratteristica è
1099 stata disabilitata, e la funzione restituisce l'errore \texttt{EPERM}.
1100
1101 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia) si
1102 effettua con la funzione \texttt{unlink}; il suo prototipo è il seguente:
1103
1104 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char * pathname)}
1105   Cancella il nome specificato dal pathname nella relativa directory e
1106   decrementa il numero di riferimenti nel relativo inode. Nel caso di link
1107   simbolico cancella il link simbolico; nel caso di socket, fifo o file di
1108   dispositivo rimuove il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto
1109   uno di questi oggetti possono continuare ad utilizzarlo.
1110   
1111   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, nel
1112   qual caso il file non viene toccato. La variabile \texttt{errno} viene
1113   settata secondo i seguenti codici di errore:
1114   \begin{errlist}
1115   \item \texttt{EISDIR} \var{pathname} si riferisce ad una directory
1116     (valore specifico ritornato da linux che non consente l'uso di
1117     \texttt{unlink} con le directory, e non conforme allo standard POSIX, che
1118     prescrive invece l'uso di \texttt{EPERM} in caso l'operazione non sia
1119     consentita o il processo non abbia privilegi sufficienti).
1120   \item \texttt{EROFS} \var{pathname} è su un filesystem montato in sola
1121   lettura.
1122   \item \texttt{EISDIR} \var{pathname} fa riferimento a una directory.
1123   \end{errlist}
1124 \end{prototype}
1125
1126 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1127 scrittura su di essa (dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto) e
1128 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (torneremo in
1129 dettaglio sui permessi e gli attributi fra poco), se inoltre lo
1130 \textit{sticky} bit è settato occorrerà anche essere proprietari del file o
1131 proprietari della directory (o root, per cui nessuna delle restrizioni è
1132 applicata).
1133
1134 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione
1135 della nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1136 nell'inode deve essere una operazione atomica (cioè non interrompibile da
1137 altri) processi, per questo entrambe queste funzioni sono realizzate tramite
1138 una singola system call.
1139
1140 Si ricordi infine che il file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1141 i riferimenti ad esso sono stati cancellati, solo quando il \textit{link
1142   count} mantenuto nell'inode diventa zero lo spazio occupato viene rimosso. A
1143 questo però si aggiunge una altra condizione, e cioè che non ci siano processi
1144 che abbiano detto file aperto. Come accennato questa proprietà viene spesso
1145 usata per essere sicuri di non lasciare file temporanei su disco in caso di
1146 crash dei programmi; la tecnica è quella di aprire il file e chiamare
1147 \texttt{unlink} subito dopo.
1148
1149 \subsection{Le funzioni \texttt{remove} e \texttt{rename}}
1150 \label{sec:file_remove}
1151
1152 Al contrario di quanto avviene con altri unix in Linux non è possibile usare
1153 \texttt{unlink} sulle directory, per cancellare una directory si può usare la
1154 funzione \texttt{rmdir} (vedi \secref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1155 funzione \texttt{remove}. Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C
1156 per cancellare un file o una directory (e funziona anche per i sistemi che non
1157 supportano i link diretti), che per i file è identica alla \texttt{unlink} e
1158 per le directory è identica alla \texttt{rmdir}:
1159
1160 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1161   Cancella un nome dal filesystem. Usa \texttt{unlink} per i file e
1162   \texttt{rmdir} per le directory.
1163   
1164   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, nel
1165   qual caso il file non viene toccato. Per i codici di errori vedi quanto
1166   riportato nella descrizione di \texttt{unlink} e \texttt{rmdir}.
1167 \end{prototype}
1168
1169 Per cambiare nome ad un file si usa invece la funzione \texttt{rename}, il
1170 vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1171 \texttt{unlink} e \texttt{link} è che l'operazione è eseguita atomicamente, in
1172 questo modo non c'è la possibilità che un processo che cerchi di accedere al
1173 nuovo nome dopo che il vecchio è stato cambiato lo trovi mancante.
1174
1175 \begin{prototype}{stdio.h}
1176 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1177   Rinomina un file, spostandolo fra directory diverse quando richiesto.
1178
1179   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, nel
1180   qual caso il file non viene toccato. La variabile \texttt{errno} viene
1181   settata secondo i seguenti codici di errore:
1182   \begin{errlist} 
1183   \item \texttt{EISDIR} \texttt{newpath} è una directory già esistente mentre
1184     \texttt{oldpath} non è una directory. 
1185   \item \texttt{EXDEV} \texttt{oldpath} e \texttt{newpath} non sono sullo
1186     stesso filesystem. 
1187   \item \texttt{ENOTEMPTY} \texttt{newpath} è una directory già esistente e
1188     non vuota.
1189   \item \texttt{EBUSY} o \texttt{oldpath} o \texttt{newpath} sono in uso da
1190     parte di qualche processo (come directory di lavoro o come root) o del
1191     sistema (come mount point).
1192   \item \texttt{EINVAL} \texttt{newpath} contiene un prefisso di
1193     \texttt{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory
1194     come sottodirectory di se stessa.
1195   \item \texttt{EMLINK} \texttt{oldpath} ha già il massimo numero di link
1196     consentiti o è una directory e la directory che contiene \texttt{newpath}
1197     ha già il massimo numero di link. 
1198   \item \texttt{ENOTDIR} Uno dei componenti dei pathname non è una directory
1199     o\texttt{oldpath} è una directory e \texttt{newpath} esiste e non è una
1200     directory.
1201   \item \texttt{EACCESS} Non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1202     cui si vuole creare il nuovo link o una delle directory del pathname non
1203     consente la ricerca (permesso di esecuzione).
1204   \item \texttt{EPERM} le directory contenenti \texttt{oldpath} o
1205     \texttt{newpath} hanno lo sticky bit attivo e i permessi del processo non
1206     consentono rispettivamente la cancellazione e la creazione del file, o il
1207     filesystem non supporta i link.
1208   \item \texttt{ENOSPC} Il device di destinazione non ha più spazio per la
1209     nuova voce. 
1210   \end{errlist}    
1211 \end{prototype}
1212
1213 \subsection{I link simbolici}
1214 \label{sec:file_symlink}
1215
1216 Siccome la funzione \texttt{link} crea riferimenti agli inodes, essa può
1217 funzionare soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem, dato che
1218 in questo caso è garantita l'unicità dell'inode, e solo per un filesystem di
1219 tipo unix.  Inoltre in Linux non è consentito eseguire un link diretto ad una
1220 directory.
1221
1222 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi unix supportano un'altra forma di
1223 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1224 come avviene in altri sistemi operativi, dei file che contengono il
1225 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1226 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi e a directory, e
1227 pure a file che non esistono ancora.
1228
1229 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono contrassegnati come tali
1230 al kernel (analogamente a quanto avviene per le directory) per cui la chiamata
1231 ad una \texttt{open} o una \texttt{stat} su un link simbolico comporta la
1232 lettura del contenuto del medesimo e l'applicazione della funzione al file
1233 specificato da quest'ultimo. Invece altre funzioni come quelle per cancellare
1234 o rinominare i file operano direttamente sul link simbolico (per l'elenco vedi
1235 \ntab). Inoltre esistono funzioni apposite, come la \texttt{readlink} e la
1236 \texttt{lstat} per accedere alle informazioni del link invece che a quelle del
1237 file a cui esso fa riferimento.
1238
1239 Le funzioni per operare sui link simbolici sono le seguenti, esse sono tutte
1240 dichiarate nell'header file \texttt{unistd.h}.
1241
1242 \begin{prototype}{unistd.h}
1243 {int symlink(const char * oldname, const char * newname)}
1244   Crea un nuovo link simbolico al file indicato da \texttt{oldname} dandogli
1245   nome \texttt{newname}.
1246   
1247   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
1248   di errore. La variabile \texttt{errno} viene settata secondo i codici di
1249   errore standard di accesso ai file (trattati in dettaglio in
1250   \secref{sec:file_access_control}) ai quali si aggiungono i seguenti:
1251   \begin{errlist}
1252   \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di
1253     già.
1254   \item \texttt{EROFS} La directory su cui si vuole inserire il nuovo link è
1255     su un filesystem montato readonly.
1256   \item \texttt{ENOSPC} La directory o il filesystem in cui si vuole creare il
1257     link è piena e non c'è ulteriore spazio disponibile.
1258   \item \texttt{ELOOP} Ci sono troppi link simbolici nella risoluzione di
1259     \texttt{oldname} o di \texttt{newname}.
1260   \end{errlist}
1261 \end{prototype}
1262
1263 Dato che la funzione \texttt{open} segue i link simbolici, è necessaria usare
1264 un'altra funzione quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico,
1265 questa funzione è la:
1266
1267 \begin{prototype}{unistd.h}
1268 {int readlink(const char * path, char * buff, size\_t size)} 
1269   Legge il contenuto del link simbolico indicato da \texttt{path} nel buffer
1270   \texttt{buff} di dimensione \texttt{size}. Non chiude la stringa con un
1271   carattere nullo e la tronca a \texttt{size} nel caso il buffer sia troppo
1272   piccolo per contenerla.
1273   
1274   La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro \texttt{buff} o
1275   -1 per un errore, in caso di errore. La variabile \texttt{errno} viene
1276   settata secondo i codici di errore:
1277   \begin{errlist}
1278   \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di
1279     già.
1280   \item \texttt{EROFS} La directory su cui si vuole inserire il nuovo link è
1281     su un filesystem montato readonly.
1282   \item \texttt{ENOSPC} La directory o il filesystem in cui si vuole creare il
1283     link è piena e non c'è ulteriore spazio disponibile.
1284   \end{errlist}
1285 \end{prototype}
1286
1287 In \ntab\ si è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni che
1288 operano sui file rispetto ai link simbolici; specificando quali seguono il
1289 link simbolico e quali possono operare direttamente sul suo contenuto.
1290 \begin{table}[htb]
1291   \centering
1292   \footnotesize
1293   \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1294     \hline
1295     Funzione & Segue il link & Non segue il link \\
1296     \hline 
1297     \hline 
1298     \func{access}   & $\bullet$ &           \\
1299     \func{chdir}    & $\bullet$ &           \\
1300     \func{chmod}    & $\bullet$ &           \\
1301     \func{chown}    &           & $\bullet$ \\
1302     \func{creat}    & $\bullet$ &           \\
1303     \func{exec}     & $\bullet$ &           \\
1304     \func{lchown}   & $\bullet$ & $\bullet$ \\
1305     \func{link}     &           &           \\
1306     \func{lstat}    &           & $\bullet$ \\
1307     \func{mkdir}    & $\bullet$ &           \\
1308     \func{mkfifo}   & $\bullet$ &           \\
1309     \func{mknod}    & $\bullet$ &           \\
1310     \func{open}     & $\bullet$ &           \\
1311     \func{opendir}  & $\bullet$ &           \\
1312     \func{pathconf} & $\bullet$ &           \\
1313     \func{readlink} &           & $\bullet$ \\
1314     \func{remove}   &           & $\bullet$ \\
1315     \func{rename}   &           & $\bullet$ \\
1316     \func{stat}     & $\bullet$ &           \\
1317     \func{truncate} & $\bullet$ &           \\
1318     \func{unlink}   &           & $\bullet$ \\
1319     \hline 
1320   \end{tabular}
1321   \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1322   \label{tab:file_symb_effect}
1323 \end{table}
1324 si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1325 con i file descriptor, in quanto la gestione del link simbolico viene in
1326 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1327 (normalmente la \func{open}).
1328
1329 \begin{figure}[htb]
1330   \centering
1331   \includegraphics[width=5cm]{img/link_loop.eps}
1332   \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1333   \label{fig:file_link_loop}
1334 \end{figure}
1335
1336 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1337 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in \curfig, che riporta
1338 la struttura della directory \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo
1339 interno un link simbolico che punta di nuovo a \file{/boot}\footnote{Questo
1340   tipo di loop è stato effettuato per poter permettere a \cmd{grub} (un
1341   bootloader estremamente avanzato in grado di accedere direttamente
1342   attraverso vari filesystem al file da lanciare come sistema operativo) di
1343   vedere i file in questa directory, che è montata su una partizione separata
1344   (e che grub vedrebbe come radice), con lo stesso path con cui verrebbero
1345   visti dal sistema operativo.}. 
1346
1347 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano lo scan di
1348 una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se lanciassimo
1349 un comando del tipo \cmd{grep -r linux *}, il loop nella directory porterebbe
1350 il comando ad esaminare \file{/boot}, \file/{boot/boot}, \file/{boot/boot/boot}
1351 e così via, fino a generare un errore (che poi è \macro{ELOOP}) quando viene
1352 superato il numero massimo di link simbolici consentiti (uno dei limiti del
1353 sistema, posto proprio per poter uscire da questo tipo di situazione).
1354
1355 Un secondo punto da tenere presente è che un link simbolico può essere fatto
1356 anche ad un file che non esiste; ad esempio possiamo creare un file temporaneo
1357 nella nostra directory con un link del tipo:
1358 \begin{verbatim}
1359 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1360 \end{verbatim}%$
1361 ma anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Aprendo in scrittura
1362 \file{temporaneo} questo verrà scritto; ma se cercassimo di accederlo in sola
1363 lettura (ad esempio con \cmd{cat}) otterremmo:
1364 \begin{verbatim}
1365 $ cat prova 
1366 cat: prova: No such file or directory
1367 \end{verbatim}%$
1368 con un errore che sembra sbagliato, dato \cmd{ls} ci mostrerebbe l'esistenza
1369 di \file{temporaneo}.
1370
1371
1372 \subsection{Le funzioni \texttt{mkdir} e \texttt{rmdir}} 
1373 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1374
1375 Per creare una nuova directory si può usare la seguente funzione, omonima
1376 dell'analogo comando di shell \texttt{mkdir}; per accedere ai tipi usati
1377 programma deve includere il file \texttt{sys/types.h}.
1378
1379 \begin{prototype}{sys/stat.h}
1380 {int mkdir (const char * dirname, mode\_t mode)}
1381   Questa funzione crea una nuova directory vuota con il nome indicato da
1382   \var{dirname}, assegnandole i permessi indicati da \var{mode}. Il nome
1383   può essere indicato con il pathname assoluto o relativo.
1384   
1385   La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un errore, in caso
1386   di errore \texttt{errno} viene settata secondo i codici di errore standard
1387   di accesso ai file (trattati in dettaglio in
1388   \secref{sec:file_access_control}) ai quali si aggiungono i seguenti:
1389   \begin{errlist}
1390   \item \texttt{EACCESS} 
1391     Non c'è il permesso di scrittura per la directory in cui si vuole inserire
1392     la nuova directory.
1393   \item \texttt{EEXIST} Un file (o una directory) con quel nome esiste di già. 
1394   \item \texttt{EMLINK} La directory in cui si vuole creare la nuova directory
1395     contiene troppi file. Sotto Linux questo normalmente non avviene perché il
1396     filesystem standard consente la creazione di un numero di file maggiore di
1397     quelli che possono essere contenuti nell'hard-disk, ma potendo avere a che
1398     fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può presentarsi.
1399   \item \texttt{ENOSPC} Non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1400     la nuova directory.
1401   \item \texttt{EROFS} La directory su cui si vuole inserire la nuova
1402     directory è su un filesystem montato readonly.
1403   \end{errlist}
1404 \end{prototype}
1405  
1406
1407 \subsection{Accesso alle directory}
1408 \label{sec:file_dir_read}
1409
1410 Benché le directory siano oggetti del filesystem come tutti gli altri non ha
1411 ovviamente senso aprirle come fossero dei file di dati. Può però essere utile
1412 poterne leggere il contenuto ad esempio per fare la lista dei file che esse
1413 contengono o ricerche sui medesimi.
1414
1415 Per accedere al contenuto delle directory si usano i cosiddetti
1416 \textit{directory streams} (chiamati così per l'analogia con i file stream);
1417 la funzione \texttt{opendir} apre uno di questi stream e la funzione
1418 \texttt{readdir} legge il contenuto della directory, i cui elementi sono le
1419 \textit{directory entries} (da distinguersi da quelle della cache di cui
1420 parlavamo in \secref{sec:file_vfs}) in una opportuna struttura
1421 \texttt{struct dirent}.
1422
1423 (NdA Il resto va scritto!!! É noioso e lo farò più avanti).
1424
1425
1426
1427 \subsection{La directory di lavoro}
1428 \label{sec:file_work_dir}
1429
1430 A ciascun processo è associato ad una directory nel filesystem che è chiamata
1431 directory corrente o directory di lavoro (\textit{current working directory})
1432 che è quella a cui si fa riferimento quando un filename è espresso in forma
1433 relativa (relativa appunto a questa directory).
1434
1435 Quando un utente effettua il login questa directory viene settata alla
1436 cosiddetta \textit{home directory} del suo account, il comando \texttt{cd}
1437 della shell consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad
1438 un'altra.  Siccome la directory corrente resta la stessa quando viene creato
1439 un processo figlio, la directory corrente della shell diventa anche la
1440 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
1441
1442 Le funzioni qui descritte servono esaminare e cambiare la directory di lavoro
1443 corrente. 
1444
1445 \begin{prototype}{unistd.h}{char * getcwd (char * buffer, size\_t size)}
1446   Restituisce il filename completo della directory di lavoro corrente nella
1447   stringa puntata da \texttt{buffer}, che deve essere precedentemente
1448   allocata, per una dimensione massima di \texttt{size}. Si può anche
1449   specificare un puntatore nullo come \textit{buffer}, nel qual caso la
1450   stringa sarà allocata automaticamente per una dimensione pari a
1451   \texttt{size} qualora questa sia diversa da zero, o della lunghezza esatta
1452   del pathname altrimenti. In questo caso si deve ricordare di disallocare la
1453   stringa una volta cessato il suo utilizzo.
1454   
1455   La funzione restituisce il puntatore \texttt{buffer} se riesce,
1456   \texttt{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
1457   \texttt{errno} è settata con i seguenti codici di errore:
1458   \begin{errlist}
1459   \item \texttt{EINVAL} L'argomento \texttt{size} è zero e \texttt{buffer} non
1460     è nullo.
1461   \item \texttt{ERANGE} L'argomento \texttt{size} è più piccolo della
1462     lunghezza del pathname. 
1463   \item \texttt{EACCESS} Manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
1464     componenti del pathname (cioè su una delle directory superiori alla
1465     corrente).
1466   \end{errlist}
1467 \end{prototype}
1468
1469 Di questa funzione esiste una versione \texttt{char * getwd(char * buffer)}
1470 fatta per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare
1471 la dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
1472 dimensione superiore a \texttt{PATH\_MAX} (di solito 256 bytes, vedi
1473 \secref{sec:xxx_limits}); il problema è che in Linux non esiste una dimensione
1474 superiore per un pathname, per cui non è detto che il buffer sia sufficiente a
1475 contenere il nome del file, e questa è la ragione principale per cui questa
1476 funzione è deprecata.
1477
1478 Una seconda funzione simile è \texttt{char * get\_current\_dir\_name(void)}
1479 che è sostanzialmente equivalente ad una \texttt{getcwd(NULL, 0)}, con la sola
1480 differenza che essa ritorna il valore della variabile di ambiente
1481 \texttt{PWD}, che essendo costruita dalla shell può contenere anche dei
1482 riferimenti simbolici.
1483
1484 Come già detto in unix anche le directory sono file, è possibile pertanto
1485 riferirsi ad esse tramite il file descriptor dell'interfaccia a basso livello,
1486 e non solo tramite il filename; per questo motivo ci sono due diverse funzioni
1487 per cambiare directory di lavoro.
1488
1489 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir (const char * pathname)}
1490   Come dice il nome (che significa \textit{change directory}) questa funzione
1491   serve a cambiare la directory di lavoro a quella specificata dal pathname
1492   contenuto nella stringa \texttt{pathname}.
1493 \end{prototype}
1494   
1495 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir (int filedes)} 
1496   Analoga alla precedente, ma usa un file descriptor invece del pathname.
1497
1498   Entrambe le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
1499   errore, in caso di errore \texttt{errno} viene settata secondo i codici di
1500   errore standard di accesso ai file (trattati in dettaglio in
1501   \secref{sec:file_access_control}) ai quali si aggiunge il codice
1502   \texttt{ENOTDIR} nel caso il \texttt{filename} indichi un file che non sia
1503   una directory.
1504 \end{prototype}
1505
1506