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12 \chapter{La gestione di file e directory}
13 \label{cha:files_and_dirs}
15 In questo capitolo tratteremo in dettaglio le modalità con cui si gestiscono
16 file e directory, iniziando da un approfondimento dell'architettura del
17 sistema illustrata a grandi linee in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} ed
18 illustrando le principali caratteristiche di un filesystem e le interfacce
19 che consentono di controllarne il montaggio e lo smontaggio.
21 Esamineremo poi le funzioni di libreria che si usano per copiare, spostare e
22 cambiare i nomi di file e directory e l'interfaccia che permette la
23 manipolazione dei loro attributi. Tratteremo inoltre la struttura di base del
24 sistema delle protezioni e del controllo dell'accesso ai file e le successive
25 estensioni (\textit{Extended Attributes}, ACL, quote disco,
26 \textit{capabilities}). Tutto quello che riguarda invece la gestione dell'I/O
27 sui file è lasciato al capitolo successivo.
31 \section{L'architettura della gestione dei file}
32 \label{sec:file_arch_func}
34 In questa sezione tratteremo con maggiori dettagli rispetto a quanto visto in
35 sez.~\ref{sec:file_arch_overview} il \textit{Virtual File System} di Linux e
36 come il kernel può gestire diversi tipi di filesystem, descrivendo prima le
37 caratteristiche generali di un filesystem di un sistema unix-like, per poi
38 fare una panoramica sul filesystem più usato con Linux, l'\acr{ext2} ed i suoi
42 \subsection{Il funzionamento del \textit{Virtual File System} di Linux}
43 \label{sec:file_vfs_work}
45 % NOTE articolo interessante:
46 % http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-virtual-filesystem-switch/index.html?ca=dgr-lnxw97Linux-VFSdth-LXdW&S_TACT=105AGX59&S_CMP=GRlnxw97
48 \itindbeg{Virtual~File~System}
50 Come illustrato brevemente in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} in Linux il
51 concetto di \textit{everything is a file} è stato implementato attraverso il
52 \textit{Virtual File System}, la cui struttura generale è illustrata in
53 fig.~\ref{fig:file_VFS_scheme}. Il VFS definisce un insieme di funzioni che
54 tutti i filesystem devono implementare per l'accesso ai file che contengono e
55 l'interfaccia che consente di eseguire l'I/O sui file, che questi siano di
60 L'interfaccia fornita dal VFS comprende in sostanza tutte le funzioni che
61 riguardano i file, le operazioni implementate dal VFS sono realizzate con una
62 astrazione che prevede quattro tipi di oggetti strettamente correlati: i
63 filesystem, le \textit{dentry}, gli \textit{inode} ed i file. A questi oggetti
64 corrispondono una serie di apposite strutture definite dal kernel che
65 contengono come campi le funzioni di gestione e realizzano l'infrastruttura
66 del VFS. L'interfaccia è molto complessa, ne faremo pertanto una trattazione
67 estremamente semplificata che consenta di comprenderne i principi
70 Il VFS usa una tabella mantenuta dal kernel che contiene il nome di ciascun
71 filesystem supportato, quando si vuole inserire il supporto di un nuovo
72 filesystem tutto quello che occorre è chiamare la funzione
73 \code{register\_filesystem} passando come argomento la struttura
74 \kstruct{file\_system\_type} (la cui definizione è riportata in
75 fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type}) relativa a quel filesystem. Questa
76 verrà inserita nella tabella, ed il nuovo filesystem comparirà in
77 \procfile{/proc/filesystems}.
80 \footnotesize \centering
81 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
82 \includestruct{listati/file_system_type.h}
85 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file\_system\_type} usata dal
86 VFS (da \texttt{include/linux/fs.h}).}
87 \label{fig:kstruct_file_system_type}
90 La struttura \kstruct{file\_system\_type}, oltre ad una serie di dati interni,
91 come il nome del tipo di filesystem nel campo \var{name},\footnote{quello che
92 viene riportato in \procfile{/proc/filesystems} e che viene usato come
93 valore del parametro dell'opzione \texttt{-t} del comando \texttt{mount} che
94 indica il tipo di filesystem.} contiene i riferimenti alle funzioni di base
95 che consentono l'utilizzo di quel filesystem. In particolare la funzione
96 \code{mount} del quarto campo è quella che verrà invocata tutte le volte che
97 si dovrà effettuare il montaggio di un filesystem di quel tipo. Per ogni nuovo
98 filesystem si dovrà allocare una di queste strutture ed inizializzare i
99 relativi campi con i dati specifici di quel filesystem, ed in particolare si
100 dovrà creare anche la relativa versione della funzione \code{mount}.
104 Come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_file_system_type} questa funzione
105 restituisce una \textit{dentry}, abbreviazione che sta per \textit{directory
106 entry}. Le \textit{dentry} sono gli oggetti che il kernel usa per eseguire
107 la \textit{pathname resolution}, ciascuna di esse corrisponde ad un
108 \textit{pathname} e contiene il riferimento ad un \textit{inode}, che come
109 vedremo a breve è l'oggetto usato dal kernel per identificare un un
110 file.\footnote{in questo caso si parla di file come di un qualunque oggetto
111 generico che sta sul filesystem e non dell'oggetto file del VFS cui
112 accennavamo prima.} La \textit{dentry} ottenuta dalla chiamata alla funzione
113 \code{mount} sarà inserita in corrispondenza al \textit{pathname} della
114 directory in cui il filesystem è stato montato.
116 % NOTA: struct dentry è dichiarata in include/linux/dcache.h
118 Le \textit{dentry} sono oggetti del VFS che vivono esclusivamente in memoria,
119 nella cosiddetta \textit{directory entry cache} (spesso chiamata in breve
120 \textit{dcache}). Ogni volta che una \textit{system call} specifica un
121 \textit{pathname} viene effettuata una ricerca nella \textit{dcache} per
122 ottenere immediatamente la \textit{dentry} corrispondente,\footnote{il buon
123 funzionamento della \textit{dcache} è in effetti di una delle parti più
124 critiche per le prestazioni del sistema.} che a sua volta ci darà, tramite
125 l'\textit{inode}, il riferimento al file.
127 Dato che normalmente non è possibile mantenere nella \textit{dcache} le
128 informazioni relative a tutto l'albero dei file la procedura della
129 \textit{pathname resolution} richiede un meccanismo con cui riempire gli
130 eventuali vuoti. Il meccanismo prevede che tutte le volte che si arriva ad una
131 \textit{dentry} mancante venga invocata la funzione \texttt{lookup}
132 dell'\textit{inode} associato alla \textit{dentry} precedente nella
133 risoluzione del \textit{pathname},\footnote{che a questo punto è una
134 directory, per cui si può cercare al suo interno il nome di un file.} il cui
135 scopo è risolvere il nome mancante e fornire la sua \textit{dentry} che a
136 questo punto verrà inserita nella cache.
138 Dato che tutte le volte che si monta un filesystem la funzione \texttt{mount}
139 della corrispondente \kstruct{file\_system\_type} inserisce la \textit{dentry}
140 iniziale nel \itindex{mount~point} \textit{mount point} dello stesso si avrà
141 comunque un punto di partenza. Inoltre essendo questa \textit{dentry} relativa
142 a quel tipo di filesystem essa farà riferimento ad un \textit{inode} di quel
143 filesystem, e come vedremo questo farà sì che venga eseguita una
144 \texttt{lookup} adatta per effettuare la risoluzione dei nomi per quel
149 % Un secondo effetto della chiamata funzione \texttt{mount} di
150 % \kstruct{file\_system\_type} è quello di allocare una struttura
151 % \kstruct{super\_block} per ciascuna istanza montata, che contiene le
152 % informazioni generali di un qualunque filesystem montato, come le opzioni di
153 % montaggio, le dimensioni dei blocchi, quando il filesystem è stato montato
154 % ecc. Fra queste però viene pure inserta, nel campo \var{s\_op}, una ulteriore
155 % struttura \kstruct{super\_operations}, il cui contenuto sono i puntatori
156 % alle funzioni di gestione di un filesystem, anche inizializzata in modo da
157 % utilizzare le versioni specifiche di quel filesystem.
159 L'oggetto più importante per il funzionamento del VFS è probabilmente
160 l'\textit{inode}, ma con questo nome si può fare riferimento a due cose
161 diverse. La prima è la struttura su disco (su cui torneremo anche in
162 sez.~\ref{sec:file_filesystem}) che fa parte della organizzazione dei dati
163 realizzata dal filesystem e che contiene le informazioni relative alle
164 proprietà (i cosiddetti \textsl{metadati}) di ogni oggetto presente su di esso
165 (si intende al solito uno qualunque dei tipi di file di
166 tab.~\ref{tab:file_file_types}).
168 La seconda è la corrispondente struttura \kstruct{inode}, della cui
169 definizione si è riportato un estratto in
170 fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.\footnote{l'estratto fa riferimento alla versione
171 del kernel 2.6.37.} Questa struttura viene mantenuta in memoria ed è a
172 questa che facevamo riferimento quando parlavamo dell'\textit{inode} associato
173 a ciascuna \textit{dentry}. Nella struttura in memoria sono presenti gli
174 stessi \textsl{metadati} memorizzati su disco, che vengono letti quando questa
175 struttura viene allocata e trascritti all'indietro se modificati.
178 \footnotesize \centering
179 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
180 \includestruct{listati/inode.h}
183 \caption{Estratto della struttura \kstructd{inode} del kernel (da
184 \texttt{include/linux/fs.h}).}
185 \label{fig:kstruct_inode}
188 Il fatto che la struttura \kstruct{inode} sia mantenuta in memoria,
189 direttamente associata ad una \textit{dentry}, rende sostanzialmente immediate
190 le operazioni che devono semplicemente effettuare un accesso ai dati in essa
191 contenuti: è così ad esempio che viene realizzata la \textit{system call}
192 \func{stat} che vedremo in sez.~\ref{sec:file_stat}. Rispetto ai dati salvati
193 sul disco questa struttura contiene però anche quanto necessario alla
194 implementazione del VFS, ed in particolare è importante il campo \var{i\_op}
195 che, come illustrato in fig.~\ref{fig:kstruct_inode}, contiene il puntatore ad
196 una struttura di tipo \kstruct{inode\_operation}, la cui definizione si può
197 trovare nel file \texttt{include/kernel/fs.h} dei sorgenti del kernel.
199 Questa struttura non è altro che una tabella di funzioni, ogni suo membro cioè
200 è un puntatore ad una funzione e, come suggerisce il nome della struttura
201 stessa, queste funzioni sono quelle che definiscono le operazioni che il VFS
202 può compiere su un \textit{inode}. Si sono riportate in
203 tab.~\ref{tab:file_inode_operations} le più rilevanti.
208 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
210 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
213 \textsl{\code{create}} & Chiamata per creare un nuovo file (vedi
214 sez.~\ref{sec:file_open}).\\
215 \textsl{\code{link}} & Crea un \textit{hard link} (vedi
216 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
217 \textsl{\code{unlink}} & Cancella un \textit{hard link} (vedi
218 sez.~\ref{sec:file_link}).\\
219 \textsl{\code{symlink}}& Crea un link simbolico (vedi
220 sez.~\ref{sec:file_symlink}).\\
221 \textsl{\code{mkdir}} & Crea una directory (vedi
222 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
223 \textsl{\code{rmdir}} & Rimuove una directory (vedi
224 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).\\
225 \textsl{\code{mknod}} & Crea un file speciale (vedi
226 sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
227 \textsl{\code{rename}} & Cambia il nome di un file (vedi
228 sez.~\ref{sec:file_remove}).\\
229 \textsl{\code{lookup}}& Risolve il nome di un file.\\
232 \caption{Le principali operazioni sugli \textit{inode} definite tramite
233 \kstruct{inode\_operation}.}
234 \label{tab:file_inode_operations}
237 Possiamo notare come molte di queste funzioni abbiano nomi sostanzialmente
238 identici alle varie \textit{system call} con le quali si gestiscono file e
239 directory, che tratteremo nel resto del capitolo. Quello che succede è che
240 tutte le volte che deve essere eseguita una \textit{system call}, o una
241 qualunque altra operazione su un \textit{inode} (come \texttt{lookup}) il VFS
242 andrà ad utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
245 Sarà allora sufficiente che nella realizzazione di un filesystem si crei una
246 implementazione di queste funzioni per quel filesystem e si allochi una
247 opportuna istanza di \kstruct{inode\_operation} contenente i puntatori a dette
248 funzioni. A quel punto le strutture \kstruct{inode} usate per gli oggetti di
249 quel filesystem otterranno il puntatore alla relativa istanza di
250 \kstruct{inode\_operation} e verranno automaticamente usate le funzioni
253 Si noti però come in tab.~\ref{tab:file_inode_operations} non sia presente la
254 funzione \texttt{open} che invece è citata in
255 tab.~\ref{tab:file_file_operations}.\footnote{essa può essere comunque
256 invocata dato che nella struttura \kstruct{inode} è presente anche il
257 puntatore \func{i\_fop} alla struttura \kstruct{file\_operation} che
258 fornisce detta funzione.} Questo avviene perché su Linux l'apertura di un
259 file richiede comunque un'altra operazione che mette in gioco l'omonimo
260 oggetto del VFS: l'allocazione di una struttura di tipo \kstruct{file} che
261 viene associata ad ogni file aperto nel sistema.
263 I motivi per cui viene usata una struttura a parte sono diversi, anzitutto,
264 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_fd}, questa è necessaria per le
265 operazioni eseguite dai processi con l'interfaccia dei file descriptor; ogni
266 processo infatti mantiene il riferimento ad una struttura \kstruct{file} per
267 ogni file che ha aperto, ed è tramite essa che esegue le operazioni di I/O.
269 Inoltre se le operazioni relative agli \textit{inode} fanno riferimento ad
270 oggetti posti all'interno di un filesystem e vi si applicano quindi le
271 funzioni fornite nell'implementazione di quest'ultimo, quando si apre un file
272 questo può essere anche un file di dispositivo, ed in questo caso il VFS
273 invece di usare le operazioni fornite dal filesystem (come farebbe per un file
274 di dati) dovrà invece ricorrere a quelle fornite dal driver del dispositivo.
279 \footnotesize \centering
280 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
281 \includestruct{listati/file.h}
284 \caption{Estratto della struttura \kstructd{file} del kernel (da
285 \texttt{include/linux/fs.h}).}
286 \label{fig:kstruct_file}
289 Come si può notare dall'estratto di fig.~\ref{fig:kstruct_file}, la struttura
290 \kstruct{file} contiene, oltre ad alcune informazioni usate dall'interfaccia
291 dei file descriptor il cui significato emergerà più avanti, il puntatore
292 \struct{f\_op} ad una struttura \kstruct{file\_operation}. Questa è l'analoga
293 per i file di \kstruct{inode\_operation}, e definisce le operazioni generiche
294 fornite dal VFS per i file. Si sono riportate in
295 tab.~\ref{tab:file_file_operations} le più significative.
300 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
302 \textbf{Funzione} & \textbf{Operazione} \\
305 \textsl{\code{open}} & Apre il file (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).\\
306 \textsl{\code{read}} & Legge dal file (vedi sez.~\ref{sec:file_read}).\\
307 \textsl{\code{write}} & Scrive sul file (vedi
308 sez.~\ref{sec:file_write}).\\
309 \textsl{\code{llseek}} & Sposta la posizione corrente sul file (vedi
310 sez.~\ref{sec:file_lseek}).\\
311 \textsl{\code{ioctl}} & Accede alle operazioni di controllo
312 (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).\\
313 \textsl{\code{readdir}}& Legge il contenuto di una directory (vedi
314 sez.~\ref{sec:file_dir_read}).\\
315 \textsl{\code{poll}} & Usata nell'I/O multiplexing (vedi
316 sez.~\ref{sec:file_multiplexing}).\\
317 \textsl{\code{mmap}} & Mappa il file in memoria (vedi
318 sez.~\ref{sec:file_memory_map}).\\
319 \textsl{\code{release}}& Chiamata quando l'ultimo riferimento a un file
321 \textsl{\code{fsync}} & Sincronizza il contenuto del file (vedi
322 sez.~\ref{sec:file_sync}).\\
323 \textsl{\code{fasync}} & Abilita l'I/O asincrono (vedi
324 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) sul file.\\
327 \caption{Operazioni sui file definite tramite \kstruct{file\_operation}.}
328 \label{tab:file_file_operations}
331 Anche in questo caso tutte le volte che deve essere eseguita una
332 \textit{system call} o una qualunque altra operazione sul file il VFS andrà ad
333 utilizzare la funzione corrispondente attraverso il puntatore
334 \var{f\_op}. Dato che è cura del VFS quando crea la struttura all'apertura del
335 file assegnare a \var{f\_op} il puntatore alla versione di
336 \kstruct{file\_operation} corretta per quel file, sarà possibile scrivere allo
337 stesso modo sulla porta seriale come su un normale file di dati, e lavorare
338 sui file allo stesso modo indipendentemente dal filesystem.
340 Il VFS realizza la quasi totalità delle operazioni relative ai file grazie
341 alle funzioni presenti nelle due strutture \kstruct{inode\_operation} e
342 \kstruct{file\_operation}. Ovviamente non è detto che tutte le operazioni
343 possibili siano poi disponibili in tutti i casi, ad esempio \code{llseek} non
344 sarà presente per un dispositivo come la porta seriale o per una fifo, mentre
345 sui file del filesystem \texttt{vfat} non saranno disponibili i permessi, ma
346 resta il fatto che grazie al VFS le \textit{system call} per le operazioni sui
347 file possono restare sempre le stesse nonostante le enormi differenze che
348 possono esserci negli oggetti a cui si applicano.
351 \itindend{Virtual~File~System}
353 % NOTE: documentazione interessante:
354 % * sorgenti del kernel: Documentation/filesystems/vfs.txt
355 % * http://thecoffeedesk.com/geocities/rkfs.html
356 % * http://www.linux.it/~rubini/docs/vfs/vfs.html
360 \subsection{Il funzionamento di un filesystem Unix}
361 \label{sec:file_filesystem}
363 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} Linux (ed ogni sistema
364 unix-like) organizza i dati che tiene su disco attraverso l'uso di un
365 filesystem. Una delle caratteristiche di Linux rispetto agli altri Unix è
366 quella di poter supportare, grazie al VFS, una enorme quantità di filesystem
367 diversi, ognuno dei quali avrà una sua particolare struttura e funzionalità
368 proprie. Per questo non entreremo nei dettagli di un filesystem specifico, ma
369 daremo una descrizione a grandi linee che si adatta alle caratteristiche
370 comuni di qualunque filesystem di un sistema unix-like.
372 Una possibile strutturazione dell'informazione su un disco è riportata in
373 fig.~\ref{fig:file_disk_filesys}, dove si hanno tre filesystem su tre
374 partizioni. In essa per semplicità si è fatto riferimento alla struttura del
375 filesystem \acr{ext2}, che prevede una suddivisione dei dati in \textit{block
376 group}. All'interno di ciascun \textit{block group} viene anzitutto
377 replicato il cosiddetto \itindex{superblock} \textit{superblock}, (la
378 struttura che contiene l'indice iniziale del filesystem e che consente di
379 accedere a tutti i dati sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei
380 dati e delle informazioni per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di
381 \acr{ext2} e derivati torneremo in sez.~\ref{sec:file_ext2}.
385 È comunque caratteristica comune di tutti i filesystem per Unix,
386 indipendentemente da come poi viene strutturata nei dettagli questa
387 informazione, prevedere la presenza di due tipi di risorse: gli
388 \textit{inode}, cui abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, che
389 sono le strutture che identificano i singoli oggetti sul filesystem, e i
390 blocchi, che invece attengono allo spazio disco che viene messo a disposizione
391 per i dati in essi contenuti.
395 \includegraphics[width=12cm]{img/disk_struct}
396 \caption{Organizzazione dello spazio su un disco in partizioni e
398 \label{fig:file_disk_filesys}
401 Se si va ad esaminare con maggiore dettaglio la strutturazione
402 dell'informazione all'interno del filesystem \textsl{ext2}, tralasciando i
403 dettagli relativi al funzionamento del filesystem stesso come la
404 strutturazione in gruppi dei blocchi, il \itindex{superblock}
405 \textit{superblock} e tutti i dati di gestione possiamo esemplificare la
406 situazione con uno schema come quello esposto in
407 fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
411 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
412 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
413 \label{fig:file_filesys_detail}
416 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
417 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
418 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
419 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
420 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
421 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
422 opportuno tenere sempre presente che:
427 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
428 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
429 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
430 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
431 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
432 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
433 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
434 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
435 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
436 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
437 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
438 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
440 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
441 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
442 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
443 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
444 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
445 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
446 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
447 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
448 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
449 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
450 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
451 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
453 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
454 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
455 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
456 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
457 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
458 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
459 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
461 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
462 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
463 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
464 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
465 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
466 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
467 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
469 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
470 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
471 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
472 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
473 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
474 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
475 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
476 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
477 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
478 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
484 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
485 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
486 \label{fig:file_dirs_link}
489 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
490 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
491 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
492 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
493 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
495 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
496 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
497 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
498 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
499 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
500 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
501 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
502 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
503 \textit{link count} della directory genitrice.
508 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
509 \label{sec:file_ext2}
512 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
513 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
514 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
515 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
516 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
517 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
518 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
519 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
520 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
521 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
522 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
523 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
525 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
526 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
527 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
528 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
529 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
530 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
531 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
533 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
534 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
537 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
538 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
539 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
540 ereditano i suoi attributi.
541 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
542 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
543 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
544 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
545 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
546 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
547 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
548 file e subdirectory ereditano sia il \ids{GID} che lo \acr{sgid}.
549 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
550 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
551 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
552 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
553 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
554 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
555 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
556 limite è 60 caratteri).
557 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
558 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
559 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
560 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
564 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
565 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
566 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
567 in gruppi di blocchi.
569 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
570 filesystem (i \itindex{superblock} \textit{superblock} sono quindi ridondati)
571 per una maggiore affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione
572 del \itindex{superblock} \textit{superblock} principale. L'utilizzo di
573 raggruppamenti di blocchi ha inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni
574 dato che viene ridotta la distanza fra i dati e la tabella degli
575 \itindex{inode} inode.
579 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
580 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
581 \label{fig:file_ext2_dirs}
584 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
585 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
586 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
587 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
588 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
589 caratteri) senza sprecare spazio disco.
591 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
592 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
593 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
594 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
595 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
596 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
597 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
598 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
599 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
600 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
601 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
602 della scrittura dei dati sul disco.
604 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
605 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
606 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
607 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
608 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
609 contenenti un gran numero di file.
611 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
612 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
613 % in caso di crash del sistema)
616 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
617 \label{sec:sys_file_config}
619 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
620 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
621 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
622 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
623 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
624 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
628 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
630 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
631 \fdesc{Monta un filesystem.}
634 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
635 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
637 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
638 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
639 montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
640 \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
641 con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
642 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
643 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
644 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
646 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
647 \itindex{superblock} \textit{superblock} non valido, o si è cercato di
648 rimontare un filesystem non ancora montato, o di montarlo senza
649 che \param{target} sia un \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di
650 spostarlo quando \param{target} non è un \itindex{mount~point}
651 \textit{mount point} o è la radice.
652 \item[\errcode{ELOOP}] si è cercato di spostare un \itindex{mount~point}
653 \textit{mount point} su una sottodirectory di \param{source} o si sono
654 incontrati troppi link simolici nella risoluzione di un nome.
655 \item[\errcode{EMFILE}] in caso di filesystem virtuale, la tabella dei
656 dispositivi fittizi (chiamati \textit{dummy} nella documentazione inglese)
658 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
659 configurato nel kernel.
660 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
661 \param{source} quando era richiesto.
662 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
663 dispositivo \param{source} è sbagliato.
664 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
666 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG},
667 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro significato generico.}
670 La funzione monta sulla directory indicata da \param{target}, detta
671 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
672 di dispositivo indicato da \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
673 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
674 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
675 indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
678 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
679 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del
680 \itindex{Virtual~File~System} \textit{Virtual File System} è estremamente
681 flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
682 esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
683 l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene l'immagine di un
684 filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come \texttt{proc} o
685 \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne contenga i dati,
686 che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati indietro al kernel
687 ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un meccanismo di
688 comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file, con il kernel.}
690 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
691 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
692 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
693 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
694 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
695 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
697 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
698 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
699 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
700 ``\textsl{opzioni}'' del filesystem che devono essere impostate; in genere
701 viene usato direttamente il contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o}
702 del comando \texttt{mount}. I valori utilizzabili dipendono dal tipo di
703 filesystem e ciascuno ha i suoi, pertanto si rimanda alla documentazione della
704 pagina di manuale di questo comando e dei singoli filesystem.
706 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
707 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
708 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
709 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato. Fino
710 ai kernel della serie 2.2.x non era possibile montare un filesytem se un
711 \textit{mount point} era già in uso.
713 A partire dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare
714 atomicamente un \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad
715 un'altra, sia montare lo stesso filesystem in diversi \itindex{mount~point}
716 \textit{mount point}, sia montare più filesystem sullo stesso
717 \itindex{mount~point} \textit{mount point} impilandoli l'uno sull'altro, nel
718 qual caso vale comunque quanto detto in precedenza, e cioè che solo il
719 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
721 Oltre alle opzioni specifiche di ciascun filesystem, che si passano nella
722 forma della lista di parole chiave indicata con l'argomento \param{data},
723 esistono pure alcune opzioni che si possono applicare in generale, anche se
724 non è detto che tutti i filesystem le supportino, che si specificano tramite
725 l'argomento \param{mountflags}. L'argomento inoltre può essere utilizzato per
726 modificare il comportamento della funzione, facendole compiere una operazione
727 diversa (ad esempio un rimontaggio, invece che un montaggio).
729 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit; fino ai kernel
730 della serie 2.2.x i 16 più significativi avevano un valore riservato che
731 doveva essere specificato obbligatoriamente,\footnote{il valore era il
732 \itindex{magic~number} \textit{magic number} \code{0xC0ED}, si può usare la
733 costante \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
734 riservata al \textit{magic number}, mentre per specificarlo si può dare un
735 OR aritmetico con la costante \const{MS\_MGC\_VAL}.} e si potevano usare
736 solo i 16 meno significativi. Oggi invece, con un numero di opzioni superiore,
737 sono utilizzati tutti e 32 i bit, ma qualora nei 16 più significativi sia
738 presente detto valore, che non esprime una combinazione valida, esso viene
739 ignorato. Il valore dell'argomento deve essere espresso come maschera binaria
740 e i vari bit devono essere impostati con un OR aritmetico dei rispettivi flag,
741 identificati dalle costanti riportate nell'elenco seguente:
743 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
744 \itindbeg{bind~mount}
745 \item[\const{MS\_BIND}] Effettua un cosiddetto \textit{bind mount}, in cui è
746 possibile montare una directory di un filesystem in un'altra directory,
747 l'opzione è disponibile a partire dai kernel della serie 2.4. In questo caso
748 verranno presi in considerazione solo gli argomenti \param{source}, che
749 stavolta indicherà la directory che si vuole montare (e non un file di
750 dispositivo) e \param{target} che indicherà la directory su cui verrà
751 effettuato il \textit{bind mount}. Gli argomenti \param{filesystemtype}
752 e \param{data} vengono ignorati.
754 In sostanza quello che avviene è che in corrispondenza del \index{pathname}
755 \textit{pathname} indicato da \param{target} viene montato l'\textit{inode}
756 di \param{source}, così che la porzione di albero dei file presente sotto
757 \param{source} diventi visibile allo stesso modo sotto
758 \param{target}. Trattandosi esattamente dei dati dello stesso filesystem,
759 ogni modifica fatta in uno qualunque dei due rami di albero sarà visibile
760 nell'altro, visto che entrambi faranno riferimento agli stessi
763 Dal punto di vista del \itindex{Virtual~File~System} VFS l'operazione è
764 analoga al montaggio di un filesystem proprio nel fatto che anche in questo
765 caso si inserisce in corripondenza della \textit{dentry} di \texttt{target}
766 un diverso \textit{inode}, che stavolta, invece di essere quello della
767 radice del filesystem indicato da un file di dispositivo, è quello di una
768 directory già montata.
770 Si tenga presente che proprio per questo sotto \param{target} comparirà il
771 contenuto che è presente sotto \param{source} all'interno del filesystem in
772 cui quest'ultima è contenuta. Questo potrebbe non corrispondere alla
773 porzione di albero che sta sotto \param{source} qualora in una
774 sottodirectory di quest'ultima si fosse effettuato un altro montaggio. In
775 tal caso infatti nella porzione di albero sotto \param{source} si troverebbe
776 il contenuto del nuovo filesystem (o di un altro \textit{bind mount}) mentre
777 sotto \param{target} ci sarebbe il contenuto presente nel filesystem
778 originale.\footnote{questo evita anche il problema dei \textit{loop} di
779 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, dato che se anche si montasse su
780 \param{target} una directory in cui essa è contenuta, il cerchio non
781 potrebbe chiudersi perché ritornati a \param{target} dentro il
782 \textit{bind mount} vi si troverebbe solo il contenuto originale e non si
783 potrebbe tornare indietro.}
785 Fino al kernel 2.6.26 questo flag doveva essere usato da solo, in quanto il
786 \textit{bind mount} continuava ad utilizzare le stesse opzioni del montaggio
787 originale, dal 2.6.26 è stato introdotto il supporto per il cosiddetto
788 \textit{read-only bind mount} e viene onorata la presenza del flag
789 \const{MS\_RDONLY}. In questo modo si ottiene che l'accesso ai file sotto
790 \param{target} sia effettuabile esclusivamente in sola lettura.
792 Il supporto per il \textit{bind mount} consente di superare i limiti
793 presenti per gli \textit{hard link} (di cui parleremo in
794 sez.~\ref{sec:file_link}) ottenendo un qualcosa di analogo in cui si può
795 fare riferimento alla porzione dell'albero dei file di un filesystem
796 presente a partire da una certa directory utilizzando una qualunque altra
797 directory, anche se questa sta su un filesystem diverso. Si può così fornire
798 una alternativa all'uso dei link simbolici (di cui parleremo in
799 sez.~\ref{sec:file_symlink}) che funziona correttamente anche all'intero di
800 un \textit{chroot} (argomento su cui torneremo in
801 sez.~\ref{sec:file_chroot}.
802 \itindend{bind~mount}
804 \item[\const{MS\_DIRSYNC}] Richiede che ogni modifica al contenuto di una
805 directory venga immediatamente registrata su disco in maniera sincrona
806 (introdotta a partire dai kernel della serie 2.6). L'opzione si applica a
807 tutte le directory del filesystem, ma su alcuni filesystem è possibile
808 impostarla a livello di singole directory o per i sottorami di una directory
809 con il comando \cmd{lsattr}.\footnote{questo avviene tramite delle opportune
810 \texttt{ioctl} (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}).}
812 Questo consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati delle
813 directory in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una certa
814 perdita di prestazioni dato che le funzioni di scrittura relative ad
815 operazioni sulle directory non saranno più bufferizzate e si bloccheranno
816 fino all'arrivo dei dati sul disco prima che un programma possa proseguire.
818 \item[\const{MS\_MANDLOCK}] Consente l'uso del \textit{mandatory locking}
819 \itindex{mandatory~locking} (vedi sez.~\ref{sec:file_mand_locking}) sui file
820 del filesystem. Per poterlo utilizzare effettivamente però esso dovrà essere
821 comunque attivato esplicitamente per i singoli file impostando i permessi
822 come illustrato in sez.~\ref{sec:file_mand_locking}.
824 \item[\const{MS\_MOVE}] Effettua uno del spostamento del \itindex{mount~point}
825 \textit{mount point} di un filesystem. La directory del
826 \itindex{mount~point} \textit{mount point} originale deve essere indicata
827 nell'argomento \param{source}, e la sua nuova posizione
828 nell'argomento \param{target}. Tutti gli altri argomenti della funzione
831 Lo spostamento avviene atomicamente, ed il ramo di albero presente
832 sotto \param{source} sarà immediatamante visibile sotto \param{target}. Non
833 esiste cioè nessun momento in cui il filesystem non risulti montato in una o
834 nell'altra directory e pertanto è garantito che la risoluzione di
835 \textit{pathname} relativi all'interno del filesystem non possa fallire.
837 \item[\const{MS\_NOATIME}] Viene disabilitato sul filesystem l'aggiornamento
838 degli \textit{access time} (vedi sez.~\ref{sec:file_file_times}) per
839 qualunque tipo di file. Dato che l'aggiornamento degli \textit{access time}
840 è una funzionalità la cui utilità è spesso irrilevante ma comporta un costo
841 elevato visto che una qualunque lettura comporta comunque una scrittura su
842 disco,\footnote{e questo ad esempio ha conseguenze molto pesanti nell'uso
843 della batteria sui portatili.} questa opzione consente di disabilitarla
844 completamente. La soluzione può risultare troppo drastica dato che
845 l'informazione viene comunque utilizzata da alcuni programmi, per cui nello
846 sviluppo del kernel sono state introdotte altre opzioni che forniscono
847 soluzioni più appropriate e meno radicali.
849 \item[\const{MS\_NODEV}] Viene disabilitato sul filesystem l'accesso ai file
850 di dispositivo eventualmente presenti su di esso. L'opzione viene usata come
851 misura di precauzione per rendere inutile la presenza di eventuali file di
852 dispositivo su filesystem che non dovrebbero contenerne.\footnote{si ricordi
853 che le convenzioni del \itindex{Filesystem~Hierarchy~Standard~(FHS)}
854 \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard} richiedono che questi siano
855 mantenuti esclusivamente sotto \texttt{/dev}.}
857 Viene utilizzata, assieme a \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}, per
858 fornire un accesso più controllato a quei filesystem di cui gli utenti hanno
859 il controllo dei contenuti, in particolar modo quelli posti su dispositivi
860 rimuovibili. In questo modo si evitano alla radice possibili situazioni in
861 cui un utente malizioso inserisce su uno di questi filesystem dei file di
862 dispositivo con permessi ``opportunamente'' ampliati che gli consentano di
863 accedere anche a risorse cui non dovrebbe.
865 \item[\const{MS\_NODIRATIME}] Viene disabilitato sul filesystem
866 l'aggiornamento degli \textit{access time} (vedi
867 sez.~\ref{sec:file_file_times}), ma soltanto per le directory. Costituisce
868 una alternativa per \const{MS\_NOATIME}, che elimina l'informazione per le
869 directory, che in pratica che non viene mai utilizzata, mantenendola per i
870 file in cui invece ha un impiego, sia pur limitato.
872 \item[\const{MS\_NOEXEC}] Viene disabilitata sul filesystem l'esecuzione di un
873 qualunque file eseguibile eventualmente presente su di esso. L'opzione viene
874 usata come misura di precauzione per rendere impossibile l'uso di programmi
875 posti su filesystem che non dovrebbero contenerne.
877 Anche in questo caso viene utilizzata per fornire un accesso più controllato
878 a quei filesystem di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. Da
879 questo punto di vista l'opzione è meno importante delle analoghe
880 \const{MS\_NODEV} e \const{MS\_NOSUID} in quanto l'esecuzione di un
881 programma creato dall'utente pone un livello di rischio nettamente
882 inferiore, ed è in genere consentita per i file contenuti nella sua home
883 directory.\footnote{cosa che renderebbe superfluo l'attivazione di questa
884 opzione, il cui uso ha senso solo per ambienti molto controllati in cui si
885 vuole che gli utenti eseguano solo i programmi forniti
886 dall'amministratore.}
888 \item[\const{MS\_NOSUID}] Viene disabilitato sul filesystem l'effetto dei bit
889 dei permessi \itindex{suid~bit} \acr{suid} e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}
890 (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) eventualmente presenti sui file in
891 esso contenuti. L'opzione viene usata come misura di precauzione per rendere
892 inefficace l'effetto di questi bit per filesystem in cui non ci dovrebbero
893 essere file dotati di questi permessi.
895 Di nuovo viene utilizzata, analogamente a \const{MS\_NOEXEC} e
896 \const{MS\_NODEV}, per fornire un accesso più controllato a quei filesystem
897 di cui gli utenti hanno il controllo dei contenuti. In questo caso si evita
898 che un utente malizioso possa inserire su uno di questi filesystem un
899 eseguibile con il bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} attivo e di proprietà
900 dell'amministratore o di un altro utente, che gli consentirebbe di eseguirlo
901 per conto di quest'ultimo.
903 \item[\const{MS\_PRIVATE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
904 come privato. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
905 \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
906 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
907 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
908 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
909 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
910 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
912 Di default, finché non lo si marca altrimenti con una delle altre opzioni
913 dell'interfaccia \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree}, ogni
914 \textit{mount point} è privato. Ogni \textit{bind mount} ottenuto da un
915 \itindex{mount~point} \textit{mount point} di tipo \textit{private} si
916 comporta come descritto nella trattazione di \const{MS\_BIND}. Si usa questo
917 flag principalmente per revocare gli effetti delle altre opzioni e riportare
918 il comportamento a quello ordinario.
920 \item[\const{MS\_RDONLY}] Esegue il montaggio del filesystem in sola lettura,
921 non sarà possibile nessuna modifica ai suoi contenuti. Viene usato tutte le
922 volte che si deve accedere ai contenuti di un filesystem con la certezza che
923 questo non venga modificato (ad esempio per ispezionare un filesystem
924 corrotto). All'avvio di default il kernel monta la radice in questa
927 \item[\const{MS\_REC}] Applica ricorsivamente a tutti i \itindex{mount~point}
928 \textit{mount point} presenti al di sotto del \textit{mount point} indicato
929 gli effetti della opzione degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
930 subtree} associata. Anche questo caso l'argomento \param{target} deve fare
931 riferimento ad un \itindex{mount~point} \textit{mount point} e tutti gli
932 altri argomenti sono ignorati, ed il flag deve essere indicato assieme ad
933 una fra \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED}, \const{MS\_SLAVE} e
934 \const{MS\_UNBINDABLE}.
936 \item[\const{MS\_RELATIME}] Indica di effettuare l'aggiornamento degli
937 \textit{access time} sul filesystem soltanto quando questo risulti
938 antecendente il valore corrente del \textit{modification time} o del
939 \textit{change time} (per i tempi dei file si veda
940 sez.~\ref{sec:file_file_times}). L'opzione è disponibile a partire dal
941 kernel 2.6.20, mentre dal 2.6.30 questo è diventato il comportamento di
942 default del sistema, che può essere riportato a quello tradizionale con
943 l'uso di \const{MS\_STRICTATIME}. Sempre dal 2.6.30 il comportamento è stato
944 anche modificato e l'\textit{access time} viene comunque aggiornato se è più
945 vecchio di un giorno.
947 L'opzione consente di evitare i problemi di prestazioni relativi
948 all'aggiornamento dell'\textit{access time} senza avere impatti negativi
949 riguardo le funzionalità, il comportamento adottato infatti consente di
950 rendere evidente che vi è stato un accesso dopo la scrittura, ed evitando al
951 contempo ulteriori operazioni su disco negli accessi successivi. In questo
952 modo l'informazione relativa al fatto che un file sia stato letto resta
953 disponibile, ed i programmi che ne fanno uso continuano a funzionare. Con
954 l'introduzione di questo comportamento l'uso delle alternative
955 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME} è sostanzialmente inutile.
957 \item[\const{MS\_REMOUNT}] Consente di rimontare un filesystem già montato
958 cambiandone le opzioni di montaggio in maniera atomica. In questo modo si
959 possono modificare le opzioni del filesystem anche se questo è in uso. Gli
960 argomenti \param{source} e \param{target} devono essere gli stessi usati per
961 il montaggio originale, mentre \param{data} che \param{mountflags}
962 conterranno le nuove opzioni, \param{filesystemtype} viene ignorato.
964 Qualunque opzione specifica del filesystem indicata con \param{data} può
965 essere modificata, mentre con \param{mountflags} possono essere modificate
966 solo alcune opzioni generiche. Con i kernel più recenti queste sono soltanto
967 \const{MS\_MANDLOCK}, \const{MS\_RDONLY} e \const{MS\_SYNCHRONOUS}, prima
968 del kernel 2.6.16 potevano essere modificate anche le ulteriori
969 \const{MS\_NOATIME} e \const{MS\_NODIRATIME}, ed infine prima del kernel
970 2.4.10 anche \const{MS\_NODEV}, \const{MS\_NOEXEC} e \const{MS\_NOSUID}.
972 \item[\const{MS\_SHARED}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
973 come \textit{shared mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
974 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SLAVE} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
975 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
976 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
977 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
978 \param{target} dovrà fare riferimento al \itindex{mount~point} \textit{mount
979 point} che si intende marcare, e tutti gli altri argomenti verranno
982 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
983 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
984 \textit{shared}, cioè ``\textsl{condividano}'' con l'originale e fra di loro
985 ogni ulteriore operazione di montaggio o smontaggio che avviene su una
986 directory al di sotto di uno qualunque di essi. Le operazioni di montaggio e
987 smontaggio cioè vengono ``\textsl{propagate}'' a tutti i \textit{mount
988 point} della stessa condivisione, e la sezione di albero di file vista al
989 di sotto di ciascuno di essi sarà sempre identica.
991 \item[\const{MS\_SILENT}] Richiede la soppressione di alcuni messaggi di
992 avvertimento nei log del kernel (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}). L'opzione
993 è presente a partire dal kernel 2.6.17 e sostituisce, utilizzando un nome
994 non fuorviante, la precedente \const{MS\_VERBOSE}, introdotta nel kernel
995 2.6.12, che aveva lo stesso effetto.
997 \item[\const{MS\_SLAVE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
998 come \textit{slave mount}. Si tratta di una delle nuove opzioni (insieme a
999 \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e \const{MS\_UNBINDABLE}) facenti
1000 parte dell'infrastruttura degli \itindex{shared~subtree} \textit{shared
1001 subtree} introdotta a partire dal kernel 2.6.15, che estendono le
1002 funzionalità dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. In questo caso
1003 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1004 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1006 Lo scopo dell'opzione è ottenere che tutti i successivi \textit{bind mount}
1007 effettuati da un \textit{mount point} marcato da essa siano di tipo
1008 \textit{slave}, cioè ``\textsl{condividano}'' ogni ulteriore operazione di
1009 montaggio o smontaggio che avviene su una directory al di sotto del
1010 \textit{mount point} originale. Le operazioni di montaggio e smontaggio in
1011 questo caso vengono ``\textsl{propagate}'' soltanto dal \textit{mount point}
1012 originale (detto anche \textit{master}) verso gli \textit{slave}, mentre
1013 essi potranno eseguire al loro interno ulteriori montaggi che non saranno
1014 propagati né negli altri né nel \itindex{mount~point} \textit{mount point}
1017 \item[\const{MS\_STRICTATIME}] Ripristina il comportamento tradizionale per
1018 cui l'\textit{access time} viene aggiornato ad ogni accesso al
1019 file. L'opzione è disponibile solo a partire dal kernel 2.6.30 quando il
1020 comportamento di default del kernel è diventato quello fornito da
1021 \const{MS\_RELATIME}.
1023 \item[\const{MS\_SYNCHRONOUS}] Abilita la scrittura sincrona richiedendo che
1024 ogni modifica al contenuto del filesystem venga immediatamente registrata su
1025 disco. Lo stesso comportamento può essere ottenuto con il flag
1026 \const{O\_SYNC} di \func{open} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}).
1028 Questa opzione consente di ridurre al minimo il rischio di perdita dei dati
1029 in caso di crollo improvviso del sistema, al costo di una pesante perdita di
1030 prestazioni dato che tutte le funzioni di scrittura non saranno più
1031 bufferizzate e si bloccheranno fino all'arrivo dei dati sul disco. Per un
1032 compromesso in cui questo comportamento avviene solo per le directory, ed ha
1033 quindi una incidenza nettamente minore, si può usare \const{MS\_DIRSYNC}.
1035 \item[\const{MS\_UNBINDABLE}] Marca un \itindex{mount~point} \textit{mount
1036 point} come \textit{unbindable mount}. Si tratta di una delle nuove
1037 opzioni (insieme a \const{MS\_PRIVATE}, \const{MS\_SHARED} e
1038 \const{MS\_SLAVE}) facenti parte dell'infrastruttura degli
1039 \itindex{shared~subtree} \textit{shared subtree} introdotta a partire dal
1040 kernel 2.6.15, che estendono le funzionalità dei \itindex{bind~mount}
1041 \textit{bind mount}. In questo caso
1042 \param{target} dovrà fare riferimento al \textit{mount point} che si intende
1043 marcare, e tutti gli altri argomenti verranno ignorati.
1045 Un \textit{mount point} marcato in questo modo disabilità la capacità di
1046 eseguire dei \itindex{bind~mount} \textit{bind mount}. Si comporta cioè come
1047 allo stesso modo di un \itindex{mount~point} \textit{mount point} ordinario
1048 di tipo \textit{private} con in più la restrizione che nessuna sua
1049 sottodirectory (anche se relativa ad un ulteriore montaggio) possa essere
1050 utilizzata per un come sorgente di un \itindex{bind~mount} \textit{bind
1055 % NOTE per \const{MS\_SLAVE},\const{MS\_SHARE}, \const{MS\_PRIVATE} e
1056 % \const{MS\_UNBINDABLE} dal 2.6.15 vedi shared subtrees, in particolare
1057 % * http://lwn.net/Articles/159077/ e
1058 % * Documentation/filesystems/sharedsubtree.txt
1060 % TODO: (bassa priorità) non documentati ma presenti in sys/mount.h:
1068 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
1069 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
1073 \fdecl{umount(const char *target)}
1074 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1076 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1077 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1079 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la \index{directory~di~lavoro}
1080 directory di lavoro di qualche processo, o contiene dei file aperti, o un
1082 \item[\errcode{EINVAL}] \param{target} non è un \textit{mount point}.
1083 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
1085 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENAMETOOLONG},
1086 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} nel loro significato generico. }
1089 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
1090 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
1091 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
1092 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
1093 quanto a partire dai kernel della serie 2.4.x è possibile montare lo stesso
1094 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
1095 sullo stesso \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello
1096 che è stato montato per ultimo. Si tenga presente che la funzione fallisce se
1097 il filesystem è \textsl{occupato}, cioè quando se ci sono ancora dei file
1098 aperti sul filesystem, se questo contiene la \index{directory~di~lavoro}
1099 directory di lavoro corrente di un qualunque processo o il
1100 \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro filesystem.
1102 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che consente un
1103 maggior controllo delle operazioni, come forzare lo smontaggio di un
1104 filesystem anche quando questo risulti occupato; il suo prototipo è:
1108 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
1109 \fdesc{Smonta un filesystem.}
1111 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1112 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1114 \item[\errcode{EAGAIN}]
1115 \item[\errcode{EINVAL}]
1117 e gli altri valori visti per \func{umount} con lo stesso signigicato.
1121 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, che deve essere specificato
1122 con un OR aritmetico dei valori illustrate in tab.~\ref{tab:umount2_flags}.
1123 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
1124 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
1125 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
1126 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
1127 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
1132 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1134 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione}\\
1137 \const{MNT\_FORCE} & (dal kernel 2.2).\\
1138 \const{MNT\_DETACH} & (dal kernel 2.4.11 e dalla \acr{glibc} 2.11).\\
1139 \const{MNT\_EXPIRE} & (dal kernel 2.6.8 e dalla \acr{glibc} 2.11).\\
1140 \const{UMOUNT\_NOFOLLOW}& (dal kernel 2.6.34).\\
1143 \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{flags}
1144 della funzione \func{umount2}.}
1145 \label{tab:umount2_flags}
1150 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
1151 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
1152 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
1153 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
1157 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
1158 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
1159 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
1161 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1162 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1164 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato
1165 non supporta la funzione.
1166 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
1167 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
1168 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
1169 significato generico.}
1172 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
1173 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
1174 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
1175 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
1176 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
1177 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
1178 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
1179 genere è il nome del filesystem stesso.
1181 \begin{figure}[!htb]
1182 \footnotesize \centering
1183 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1184 \includestruct{listati/statfs.h}
1187 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
1188 \label{fig:sys_statfs}
1191 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
1192 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
1193 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
1194 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
1195 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
1196 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
1197 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
1199 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
1200 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
1201 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
1202 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
1203 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
1204 \cite{glibc} per la documentazione completa.
1206 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
1207 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
1211 \section{La gestione di file e directory}
1212 \label{sec:file_dir}
1214 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
1215 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
1216 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
1217 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
1218 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
1220 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
1221 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
1222 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
1225 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
1226 \label{sec:file_link}
1228 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
1229 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
1230 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
1231 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
1233 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
1234 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
1235 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
1238 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
1239 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
1240 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
1241 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
1242 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
1243 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
1244 suddetto \textit{inode}.
1246 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
1247 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
1248 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
1249 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
1250 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
1251 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
1252 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
1254 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
1255 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
1256 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
1257 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
1261 \fdecl{int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
1262 \fdesc{Crea un nuovo collegamento diretto (\textit{hard link}).}
1264 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1265 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1267 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
1268 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
1269 \textit{mount point}.
1270 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
1271 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
1272 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
1274 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
1275 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
1276 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
1277 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1278 \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS},
1279 \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC}, \errval{EIO} nel loro significato
1284 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
1285 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
1286 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
1287 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
1288 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
1289 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
1290 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
1291 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
1293 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
1294 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
1295 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
1296 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
1297 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
1298 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
1299 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
1300 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
1301 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
1302 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
1304 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
1305 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
1306 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
1307 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
1308 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
1309 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
1310 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
1311 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
1312 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
1314 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
1315 simbolici (che vedremo in sez.~\ref{sec:file_symlink}) e dei
1316 \itindex{bind~mount} \textit{bind mount} (già visti in
1317 sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che possono fornire la stessa funzionalità
1318 senza questi problemi, nel caso di Linux questa capacità è stata completamente
1319 disabilitata, e al tentativo di creare un link diretto ad una directory la
1320 funzione \func{link} restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1322 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1323 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1324 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1325 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1326 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1327 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1328 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1329 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1330 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1331 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1332 \url{http://lwn.net/Articles/293902}).} è stato adottato un comportamento
1333 che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene creato
1334 rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1336 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1337 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1338 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1339 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1340 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1341 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1342 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1343 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1344 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1345 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1346 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1347 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1348 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1349 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1350 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1351 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1353 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1354 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1355 suo prototipo è il seguente:
1359 \fdecl{int unlink(const char *pathname)}
1360 \fdesc{Cancella un file.}
1362 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1363 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1365 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una
1366 directory.\footnotemark
1367 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1369 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1370 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1371 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1372 \errval{EIO} nel loro significato generico.}
1375 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1376 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1377 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1378 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1379 abbia privilegi sufficienti.}
1381 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1382 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1383 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1384 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1385 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1386 possono continuare ad utilizzarlo.
1388 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1389 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1390 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1391 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1392 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1393 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1394 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1395 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1397 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1398 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1399 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1400 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1401 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1402 tramite una singola system call.
1404 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1405 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1406 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1407 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1408 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1409 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1410 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1411 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1412 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1413 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1414 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1415 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1417 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1418 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1419 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1420 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1421 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1422 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1423 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1424 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1427 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1428 \label{sec:file_remove}
1430 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1431 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1432 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1433 funzione \funcd{remove}.
1435 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1436 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1437 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1438 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1442 \fdecl{int remove(const char *pathname)}
1443 \fdesc{Cancella un nome dal filesystem.}
1445 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1446 caso \var{errno} assumerà uno dei valori relativi alla chimata utilizzata,
1447 pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle descrizioni di
1448 \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1451 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1452 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1453 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1454 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1455 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1456 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1459 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1460 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1461 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1462 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1467 \fdecl{int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1468 \fdesc{Rinomina un file.}
1470 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1471 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1473 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1474 \param{oldpath} non è una directory.
1475 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1477 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1479 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1480 parte di qualche processo (come \index{directory~di~lavoro} directory di
1481 lavoro o come radice) o del sistema (come \itindex{mount~point}
1482 \textit{mount point}).
1483 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1484 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1485 sotto-directory di se stessa.
1486 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1487 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1488 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1489 \end{errlist} ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1490 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1491 \errval{ENOSPC} nel loro significato generico.}
1494 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1495 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1496 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1498 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1499 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1500 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1501 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1502 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1504 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1505 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1506 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1507 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1510 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1511 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1512 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1513 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1514 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1515 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1516 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1518 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1519 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1520 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1521 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1522 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1525 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1526 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1527 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1528 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1529 riferimento allo stesso file.
1532 \subsection{I link simbolici}
1533 \label{sec:file_symlink}
1535 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1536 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1537 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1538 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1539 eseguire un link diretto ad una directory.
1541 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1542 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1543 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1544 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1545 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1546 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1547 file che non esistono ancora.
1549 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1550 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1551 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1552 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1553 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1554 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1555 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1556 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1557 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1562 \fdecl{int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1563 \fdesc{Crea un nuovo link simbolico.}
1565 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
1566 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1568 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1569 supporta i link simbolici.
1570 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1571 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1572 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1573 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1575 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES},
1576 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1577 \errval{ENOSPC} e \errval{EIO} nel loro significato generico.}
1580 La funzione crea un nuovo link simbolico con \itindex{pathname}
1581 \textit{pathname} \param{newpath} che fa riferimento ad \param{oldpath}. Si
1582 tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza di
1583 un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire il
1584 \itindex{pathname} \textit{pathname} nel link simbolico. Pertanto un link
1585 simbolico può anche riferirsi ad un file che non esiste: in questo caso si ha
1586 quello che viene chiamato un \textit{dangling link}, letteralmente un
1587 \textsl{link ciondolante}.
1589 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1590 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1591 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1592 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1593 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1594 direttamente sul suo contenuto.
1598 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1600 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1603 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1604 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1605 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1606 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1607 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1608 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1609 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1610 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1611 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1612 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1613 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1614 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1615 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1616 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1617 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1618 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1619 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1620 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1621 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1622 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1623 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1626 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1627 \label{tab:file_symb_effect}
1630 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1631 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1633 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1634 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1635 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1636 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1637 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1639 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1640 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1641 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1642 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1643 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1644 \begin{prototype}{unistd.h}
1645 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1646 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1647 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1649 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1650 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1651 \var{errno} assumerà i valori:
1653 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1656 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1657 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1661 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1662 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1663 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1664 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1668 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1669 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1670 \label{fig:file_link_loop}
1673 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1674 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1675 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1676 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1677 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1678 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1679 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1680 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1681 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1682 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1683 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1685 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1686 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1687 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1688 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1689 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1691 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1692 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1693 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1694 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1695 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1697 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1698 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1699 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1702 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1704 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1705 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1706 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1707 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1710 cat: temporaneo: No such file or directory
1712 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1713 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1716 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1717 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1719 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1720 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1721 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1722 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1723 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1724 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1725 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1726 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1727 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1729 \headdecl{sys/stat.h}
1730 \headdecl{sys/types.h}
1731 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1733 Crea una nuova directory.
1735 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1736 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1738 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1740 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1741 cui si vuole inserire la nuova directory.
1742 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1743 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1744 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1745 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1746 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1748 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1749 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1751 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1752 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1756 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1757 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1758 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1759 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1760 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1762 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1763 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1764 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1765 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1766 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1767 directory è impostata secondo quanto riportato in
1768 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1770 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1771 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1772 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1773 Cancella una directory.
1775 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1776 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1778 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1779 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1780 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\ids{UID} effettivo
1781 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1782 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1783 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1784 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1786 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la
1787 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro o la radice di qualche
1789 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1791 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1792 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1795 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1796 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1797 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1798 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1800 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1801 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1802 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1803 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1804 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1805 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1806 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1807 file nella directory.
1810 \subsection{La creazione di file speciali}
1811 \label{sec:file_mknod}
1813 \index{file!di~dispositivo|(}
1815 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1816 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1817 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1818 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1819 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1820 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1822 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1823 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1824 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1825 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1828 \headdecl{sys/types.h}
1829 \headdecl{sys/stat.h}
1832 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1834 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1836 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1837 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1839 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1840 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1841 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1842 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1843 fifo, un socket o un dispositivo.
1844 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1846 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1847 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1848 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1851 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1852 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1853 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1854 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1855 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1856 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1857 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1858 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1860 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1861 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1862 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1863 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1864 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1865 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1866 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1869 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1870 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1871 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1872 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1873 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1874 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1875 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1876 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1877 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1878 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1879 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1880 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1881 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1882 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1884 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1885 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1886 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1887 semantica BSD per il filesystem (si veda
1888 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1889 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1891 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1892 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1893 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1894 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1895 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1896 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1897 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1898 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1899 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1900 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1903 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1904 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1905 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1906 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1907 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1908 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1909 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1910 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1911 sorgenti del kernel.
1913 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1914 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1915 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1916 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1917 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1918 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1919 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1920 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1921 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1923 Le macro sono definite nel file \headfile{sys/sysmacros.h}, che viene
1924 automaticamente incluso quando si include \headfile{sys/types.h}; si possono
1925 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1926 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1927 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1929 \headdecl{sys/types.h}
1930 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1931 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1934 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1935 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1938 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1939 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1940 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1942 \headdecl{sys/types.h}
1943 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1945 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1946 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1949 \index{file!di~dispositivo|)}
1951 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1952 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1953 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1955 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1957 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1961 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1962 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1963 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1964 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1967 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1968 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1969 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1970 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1974 \subsection{Accesso alle directory}
1975 \label{sec:file_dir_read}
1977 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1978 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1979 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1980 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1981 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1982 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1983 funzioni di scrittura.
1985 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1986 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1987 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1988 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1989 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1990 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1991 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1992 funzione per la lettura delle directory.
1994 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1995 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1996 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1997 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1998 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1999 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
2000 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
2002 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2004 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
2006 Apre un \textit{directory stream}.
2008 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2009 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2010 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2011 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
2014 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
2015 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
2016 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
2017 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
2018 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
2021 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
2022 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
2023 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
2024 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
2025 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
2027 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
2028 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
2029 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
2030 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
2031 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
2032 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
2033 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2034 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2035 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
2036 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
2038 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2040 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
2042 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
2044 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
2045 caso di successo e -1 in caso di errore.}
2048 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
2049 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
2050 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
2051 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
2052 spostare su di essa la \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2053 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
2055 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
2056 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
2057 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
2058 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
2059 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
2060 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
2061 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
2062 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
2063 700} .} il cui prototipo è:
2065 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2067 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
2069 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
2071 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
2072 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
2073 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
2076 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
2077 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
2078 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
2079 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
2080 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
2081 sez.~\ref{sec:file_openat}.
2083 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
2084 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
2085 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
2086 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
2087 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
2088 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
2089 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
2091 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
2092 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
2093 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
2095 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2097 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
2099 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2101 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
2102 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
2103 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
2104 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
2105 raggiunge la fine dello stream.}
2108 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
2109 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
2110 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
2111 esaurite tutte le voci in essa presenti.
2113 \begin{figure}[!htb]
2114 \footnotesize \centering
2115 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2116 \includestruct{listati/dirent.c}
2119 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
2121 \label{fig:file_dirent_struct}
2124 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
2125 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
2126 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
2127 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
2128 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
2129 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
2130 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
2131 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
2134 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
2135 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
2136 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
2137 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
2138 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
2139 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
2142 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2144 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
2145 struct dirent **result)}
2147 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
2149 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2150 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
2153 La funzione restituisce in \param{result} (come
2154 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
2155 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
2156 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
2157 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
2159 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
2160 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
2161 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
2162 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
2163 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
2164 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
2165 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
2166 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
2167 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
2168 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
2169 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
2172 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
2173 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
2174 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
2175 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
2176 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
2177 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
2182 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2184 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
2187 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
2188 \const{DT\_REG} & File normale.\\
2189 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
2190 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
2191 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
2192 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
2193 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
2194 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
2197 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
2198 della struttura \struct{dirent}.}
2199 \label{tab:file_dtype_macro}
2202 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
2203 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
2204 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
2205 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
2206 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
2207 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
2208 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
2209 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
2210 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
2211 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
2212 \const{DT\_UNKNOWN}.}
2214 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
2215 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
2216 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
2218 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
2219 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
2221 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
2222 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
2225 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
2226 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
2227 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
2228 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
2229 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
2230 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
2231 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
2232 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2233 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2234 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
2235 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
2238 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
2239 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
2240 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
2241 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
2242 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
2243 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
2244 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
2245 conformità a POSIX.1-2001.}
2246 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
2247 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
2249 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
2250 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
2251 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
2252 valore errato per \param{dir}.}
2255 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
2256 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
2257 iniziale; il suo prototipo è:
2259 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2261 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
2263 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
2266 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
2267 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
2268 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
2270 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
2272 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
2274 Chiude un \textit{directory stream}.
2276 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
2277 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
2280 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
2281 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
2282 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
2283 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
2284 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2285 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
2286 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
2287 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
2288 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
2290 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
2292 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
2293 trovate, e -1 altrimenti.}
2296 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
2297 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
2298 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
2299 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
2300 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
2302 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
2303 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
2304 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
2305 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
2306 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
2307 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
2308 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
2310 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
2311 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
2312 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
2313 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
2314 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
2315 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
2316 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
2317 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
2318 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
2319 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
2320 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
2321 si deve passare il suo indirizzo.}
2323 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2324 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2325 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2329 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2331 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2333 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2335 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2336 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2337 maggiore del secondo.}
2340 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2341 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2342 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2343 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2344 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2345 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2346 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2347 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2348 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2349 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2350 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2351 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2353 \begin{figure}[!htbp]
2354 \footnotesize \centering
2355 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2356 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2358 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2360 \label{fig:file_my_ls}
2363 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2364 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2365 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2366 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2367 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2370 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2371 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2372 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2373 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2375 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2376 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2377 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2378 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2379 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2381 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2382 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2383 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2384 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2385 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2387 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2388 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2389 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2390 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2392 \begin{figure}[!htbp]
2393 \footnotesize \centering
2394 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2395 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2397 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2398 file \file{DirScan.c}.}
2399 \label{fig:file_dirscan}
2402 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2403 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2404 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2405 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2406 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2409 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare
2410 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro (vedi
2411 sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni \func{dirfd} e
2412 \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente \func{chdir} su
2413 \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo (\texttt{\small
2414 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi all'interno della
2415 directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento della funzione
2416 \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo \var{d\_name}, in
2417 quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una struttura
2418 \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione, e senza
2419 questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per ottenere
2422 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2423 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2424 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2425 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2426 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2427 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2428 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2429 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2430 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2431 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2432 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2433 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2434 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2435 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2436 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2437 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2440 \subsection{La directory di lavoro}
2441 \label{sec:file_work_dir}
2444 \index{directory~di~lavoro|(}
2445 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2446 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2447 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2448 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2449 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2450 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2451 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2452 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2453 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2455 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2456 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2457 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2458 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2459 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2460 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2461 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2463 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2464 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2465 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2466 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2467 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2468 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2470 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2471 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2473 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2474 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2475 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2477 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2479 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2480 lunghezza del \textit{pathname}.
2481 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2482 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2484 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2488 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2489 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2490 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2491 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2492 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2493 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2496 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2497 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2498 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2499 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2500 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2501 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2502 volta cessato il suo utilizzo.
2504 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2505 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2506 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2507 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2508 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2509 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2510 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2511 principale per cui questa funzione è deprecata.
2513 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2514 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2515 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2516 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2519 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2520 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2521 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2522 della variabile di ambiente \envvar{PWD}, che essendo costruita dalla shell
2523 può contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link
2524 simbolici. Usando \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato
2525 risalendo all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni
2526 passaggio attraverso eventuali link simbolici.
2528 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2529 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2530 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2531 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2532 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2534 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2535 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2537 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2538 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2541 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2542 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2544 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2545 quale si hanno i permessi di accesso.
2547 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2548 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2549 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2550 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2551 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2554 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2555 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2558 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2559 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2560 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2561 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2562 specificata da \param{fd}.
2565 \index{directory~di~lavoro|)}
2568 \subsection{I file temporanei}
2569 \label{sec:file_temp_file}
2571 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2572 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2573 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2574 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2575 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2576 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2577 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2579 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2580 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2581 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2582 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2583 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2584 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2585 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2587 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2588 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2591 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2592 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2593 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2594 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2595 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2596 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2597 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2598 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2599 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2600 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2601 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2602 \headfile{stdio.h}.}
2604 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2605 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2606 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2607 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2608 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2609 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2611 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2612 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2613 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2616 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2617 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2618 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2619 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2620 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2621 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2623 \item La variabile di ambiente \envvar{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2624 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2625 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2626 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2627 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2628 \item la directory \file{/tmp}.
2631 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2632 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2633 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2634 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2635 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2636 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2637 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2640 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2641 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2642 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2643 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2644 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2646 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2647 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2648 caso \var{errno} assumerà i valori:
2650 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2651 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2653 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2654 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2657 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2658 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2659 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2660 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2661 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2662 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2663 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2665 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2666 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2667 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2668 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2669 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2671 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2672 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2674 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2675 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2678 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2682 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2683 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2684 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2685 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2686 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2687 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \ids{PID}
2688 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2689 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2690 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2693 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2694 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2696 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2697 Genera un file temporaneo.
2699 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2700 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2702 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2703 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2704 contenuto di \param{template} è indefinito.
2708 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2709 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2710 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2711 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2712 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2713 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2714 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2715 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2716 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2717 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2718 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2719 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2720 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2721 \macro{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2722 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2723 Genera un file temporaneo.
2725 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2726 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2728 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2729 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2730 nell'apertura del file.
2733 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2734 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2735 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2736 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2737 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2738 Genera una directory temporanea.
2740 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2741 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2744 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2746 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2749 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2750 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2751 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2752 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2753 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2756 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2757 \label{sec:file_infos}
2759 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2760 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2761 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2762 nell'\textit{inode}.
2764 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2765 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2766 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2767 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2768 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2769 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2772 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2773 \label{sec:file_stat}
2775 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2776 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2777 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2778 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2780 \headdecl{sys/types.h}
2781 \headdecl{sys/stat.h}
2784 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2785 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2786 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2787 Legge le informazioni di un file.
2789 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2790 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2791 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2792 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2795 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2796 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2797 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2798 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2799 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2800 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2801 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2803 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2804 \headfile{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2805 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2806 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2807 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2808 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2809 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2811 \begin{figure}[!htb]
2814 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2815 \includestruct{listati/stat.h}
2818 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2820 \label{fig:file_stat_struct}
2823 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2824 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2825 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \headfile{sys/types.h}).
2827 \subsection{I tipi di file}
2828 \label{sec:file_types}
2830 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2831 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2832 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2833 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2834 una struttura \struct{stat}.
2836 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2837 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2838 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2839 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2840 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2841 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2845 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2847 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2850 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2851 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2852 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2853 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2854 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2855 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2856 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2859 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2860 \label{tab:file_type_macro}
2863 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2864 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2865 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2866 \headfile{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2867 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2869 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2870 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2871 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2872 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2873 un'opportuna combinazione.
2878 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2880 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2883 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2884 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2885 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2886 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2887 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2888 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2889 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2890 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2892 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2893 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2894 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2896 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2897 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2898 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2899 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2901 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2902 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2903 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2904 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2906 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2907 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2908 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2909 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2912 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2913 \var{st\_mode} (definite in \headfile{sys/stat.h}).}
2914 \label{tab:file_mode_flags}
2917 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2918 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2920 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2921 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2922 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2925 \subsection{Le dimensioni dei file}
2926 \label{sec:file_file_size}
2928 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2929 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2930 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2931 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2933 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2934 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2935 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2936 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2937 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2939 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2940 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2941 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2942 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2943 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2944 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2945 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2947 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2948 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2949 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2950 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2951 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2952 risultato di \cmd{ls}.
2954 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2955 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2956 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2957 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2959 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2960 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2961 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2962 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2966 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2968 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2970 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2972 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2973 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2974 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2976 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2977 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2978 file o non è aperto in scrittura.
2980 per \func{truncate} si hanno:
2982 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2983 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2985 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2987 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2988 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2991 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2992 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2993 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2994 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2995 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2998 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2999 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
3000 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
3001 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
3002 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
3003 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
3004 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
3006 \subsection{I tempi dei file}
3007 \label{sec:file_file_times}
3009 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
3010 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
3011 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
3012 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
3013 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
3014 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
3015 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
3016 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
3017 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
3022 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
3024 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
3025 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
3028 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
3029 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
3030 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
3031 \func{write}, \func{utime} & default\\
3032 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
3033 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
3036 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
3037 \label{tab:file_file_times}
3040 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
3041 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
3042 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
3043 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
3044 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
3045 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
3046 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
3047 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
3048 l'utilizzo di questo secondo tempo.
3050 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
3051 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
3052 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
3053 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
3054 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
3055 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
3056 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
3057 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
3058 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
3059 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
3060 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
3061 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
3062 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
3064 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
3065 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
3066 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
3067 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
3068 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
3069 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
3070 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
3072 % TODO aggiustare per il contenuto duplicato con le analoghe MS_*
3074 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
3075 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
3076 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
3077 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
3078 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
3079 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
3080 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
3081 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
3082 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
3083 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
3084 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
3085 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
3086 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
3087 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
3092 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
3094 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
3095 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3096 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
3097 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
3098 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
3099 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
3102 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
3103 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3104 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3105 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3106 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
3107 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
3108 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
3109 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
3112 \func{chmod}, \func{fchmod}
3113 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3114 \func{chown}, \func{fchown}
3115 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3117 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3118 con \const{O\_CREATE} \\
3120 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3121 con \const{O\_TRUNC} \\
3123 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3125 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3127 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3129 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3131 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3133 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3134 con \const{O\_CREATE} \\
3136 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
3137 con \const{O\_TRUNC} \\
3139 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3141 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
3143 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3144 se esegue \func{unlink}\\
3146 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
3147 se esegue \func{rmdir}\\
3149 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
3150 per entrambi gli argomenti\\
3152 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3153 \func{truncate}, \func{ftruncate}
3154 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3156 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
3158 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3160 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
3163 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
3164 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
3165 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
3166 \label{tab:file_times_effects}
3170 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
3171 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
3172 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
3173 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
3174 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
3175 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
3176 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
3179 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
3180 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
3181 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
3182 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
3183 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
3184 tempi di quest'ultimo.
3186 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
3187 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
3188 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
3189 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
3190 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
3192 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
3193 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
3194 \begin{prototype}{utime.h}
3195 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
3196 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3198 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3199 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3201 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3202 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3204 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3207 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
3208 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
3209 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
3210 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
3211 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
3212 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
3214 \begin{figure}[!htb]
3215 \footnotesize \centering
3216 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3217 \includestruct{listati/utimbuf.h}
3220 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
3222 \label{fig:struct_utimebuf}
3225 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
3226 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
3227 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
3228 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
3229 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
3231 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
3232 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
3233 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
3234 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
3235 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
3236 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
3237 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
3238 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
3239 cosa è più complicata da realizzare.
3241 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
3242 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
3243 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
3244 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
3245 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
3246 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
3247 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
3248 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
3249 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
3252 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
3253 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
3254 precisione; il suo prototipo è:
3257 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
3258 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
3260 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
3261 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
3263 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
3264 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
3266 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
3269 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
3270 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
3271 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
3272 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
3273 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
3274 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
3275 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
3277 \begin{figure}[!htb]
3278 \footnotesize \centering
3279 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3280 \includestruct{listati/timeval.h}
3283 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
3284 con la precisione del microsecondo.}
3285 \label{fig:sys_timeval_struct}
3288 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
3289 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
3290 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
3291 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
3292 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
3295 \headdecl{sys/time.h}
3297 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
3298 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
3300 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
3301 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
3304 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3305 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3306 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3308 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3309 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3313 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
3314 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
3315 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
3316 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
3317 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
3320 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
3321 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
3322 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
3323 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
3324 compito; i rispettivi prototipi sono:
3326 \headdecl{sys/time.h}
3328 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3329 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3331 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3332 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3335 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3336 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3337 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3339 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3340 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3344 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3345 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3346 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3347 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3349 \begin{figure}[!htb]
3350 \footnotesize \centering
3351 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3352 \includestruct{listati/timespec.h}
3355 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3356 con la precisione del nanosecondo.}
3357 \label{fig:sys_timespec_struct}
3360 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3361 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3362 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3363 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3364 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3365 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3366 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3367 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3368 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3369 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3371 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3372 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3373 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3374 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3375 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3376 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3377 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3378 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3379 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3380 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3381 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3382 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3383 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3384 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3385 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3386 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3387 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3388 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3391 \section{Il controllo di accesso ai file}
3392 \label{sec:file_access_control}
3394 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3395 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3396 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3397 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3398 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3399 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3400 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3403 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3404 \label{sec:file_perm_overview}
3406 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3407 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3408 degli identificatori di utente e gruppo (\ids{UID} e \ids{GID}). Questi valori
3409 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3410 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3411 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3412 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3413 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3414 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3417 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3418 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3419 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3420 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3421 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3422 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3423 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3424 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3425 base associati ad ogni file sono:
3427 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3429 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3430 dall'inglese \textit{write}).
3431 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3432 dall'inglese \textit{execute}).
3434 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3436 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3437 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3439 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3442 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3443 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3444 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3445 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3449 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3450 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3451 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3452 \label{fig:file_perm_bit}
3455 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3456 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3457 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3458 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3459 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3460 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3462 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3463 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3464 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3465 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3467 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3468 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3469 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3470 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3471 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3472 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3473 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3474 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3475 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3480 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3482 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3485 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3486 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3487 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3489 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3490 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3491 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3493 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3494 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3495 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3498 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3499 \texttt{<sys/stat.h>}}
3500 \label{tab:file_bit_perm}
3503 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3504 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3505 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3508 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3509 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3510 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3511 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3512 diritto di esecuzione).
3514 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3515 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3516 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3517 che si può leggere il contenuto della directory.
3519 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3520 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3521 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3522 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3525 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3526 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3527 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3528 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3529 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3531 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3532 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3533 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3534 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3535 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3536 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3537 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3539 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3540 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3541 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3544 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3545 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3546 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3547 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3548 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3549 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3550 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3552 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3553 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3554 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3555 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\ids{UID} effettivo, il \ids{GID}
3556 effettivo e gli eventuali \ids{GID} supplementari del processo.\footnote{in
3557 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3558 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3559 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3560 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3563 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3564 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3565 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\ids{UID} effettivo e il \ids{GID} effettivo
3566 corrispondono ai valori dell'\ids{UID} e del \ids{GID} dell'utente che ha
3567 lanciato il processo, mentre i \ids{GID} supplementari sono quelli dei gruppi
3568 cui l'utente appartiene.
3570 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3571 di accesso sono i seguenti:
3573 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è zero (corrispondente
3574 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3575 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3577 \item Se l'\ids{UID} effettivo del processo è uguale all'\ids{UID} del
3578 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3581 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3582 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3583 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3584 impostato, l'accesso è consentito
3585 \item altrimenti l'accesso è negato
3587 \item Se il \ids{GID} effettivo del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
3588 dei processi corrispondono al \ids{GID} del file allora:
3590 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3592 \item altrimenti l'accesso è negato
3594 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3595 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3598 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3599 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3600 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3601 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3602 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3603 tutti gli altri non vengono controllati.
3606 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3607 \label{sec:file_special_perm}
3612 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3613 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3614 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3615 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3616 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3617 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3618 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3620 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3621 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3622 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3623 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3624 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3626 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3627 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3628 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3629 kernel assegnerà come \ids{UID} effettivo al nuovo processo l'\ids{UID} del
3630 proprietario del file al posto dell'\ids{UID} del processo originario. Avere
3631 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \ids{GID} effettivo del
3634 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3635 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3636 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3637 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3638 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3639 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3640 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3643 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3644 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3645 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3646 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3647 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3649 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3650 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3651 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3652 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3653 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3654 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3655 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3657 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3658 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3659 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3660 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3663 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3664 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3665 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3666 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3667 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3668 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3674 \itindbeg{sticky~bit}
3676 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3677 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3678 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3679 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3680 si poteva impostare questo bit.
3682 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3683 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3684 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3685 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3686 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3687 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3688 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3689 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3691 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3692 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3693 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3694 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3695 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3697 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3698 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3699 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3700 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3701 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3702 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3705 \item l'utente è proprietario del file
3706 \item l'utente è proprietario della directory
3707 \item l'utente è l'amministratore
3709 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3710 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3713 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3715 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3716 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3717 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3718 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3719 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3720 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3722 \itindend{sticky~bit}
3724 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3725 \label{sec:file_perm_management}
3727 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3728 file viene fatto utilizzando l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo;
3729 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\ids{UID}
3730 reale ed il \ids{GID} reale, vale a dire usando i valori di \ids{UID} e
3731 \ids{GID} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3732 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3733 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3735 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3736 \begin{prototype}{unistd.h}
3737 {int access(const char *pathname, int mode)}
3739 Verifica i permessi di accesso.
3741 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3742 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3745 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3746 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3747 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3748 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3749 un filesystem montato in sola lettura.
3751 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3752 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3755 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3756 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3757 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3758 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3759 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3760 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3761 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3762 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3763 sul file a cui esso fa riferimento.
3765 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3766 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3767 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3768 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3769 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3770 contrario (o di errore) ritorna -1.
3774 \begin{tabular}{|c|l|}
3776 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3779 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3780 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3781 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3782 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3785 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3787 \label{tab:file_access_mode_val}
3790 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3791 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3792 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3793 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3795 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3796 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3797 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3798 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3799 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3800 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3801 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3802 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3805 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3806 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3807 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3809 \headdecl{sys/types.h}
3810 \headdecl{sys/stat.h}
3812 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3813 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3815 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3816 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3818 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3819 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3821 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
3822 proprietario del file o non è zero.
3823 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3825 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3826 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3827 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3830 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3831 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3832 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3838 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3840 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3843 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3844 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3845 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3847 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3848 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3849 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3850 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3852 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3853 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3854 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3855 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3857 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3858 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3859 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3860 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3863 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3864 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3865 \label{tab:file_permission_const}
3868 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3869 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3870 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3871 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3872 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3873 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3874 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3875 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3877 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3878 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3879 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3880 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3881 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3883 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3884 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3885 funzioni infatti è possibile solo se l'\ids{UID} effettivo del processo
3886 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3887 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3889 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3890 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3891 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3892 in particolare accade che:
3894 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3895 \textit{sticky bit}, se l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero esso
3896 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3897 stato indicato in \param{mode}.
3898 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3899 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3900 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3901 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3902 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3903 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3904 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3905 (la cosa non avviene quando l'\ids{UID} effettivo del processo è zero).
3908 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3909 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3910 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3911 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3912 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3913 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3914 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3915 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3916 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3917 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3918 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3920 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3921 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3922 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3923 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3924 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3925 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3926 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3927 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3931 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3932 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3933 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3934 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3935 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3936 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3937 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3938 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3939 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3940 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3941 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3942 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3943 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3946 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3947 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3948 \begin{prototype}{stat.h}
3949 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3951 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3952 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3954 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3955 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3958 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3959 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3960 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3961 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3962 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3963 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3968 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3969 \label{sec:file_ownership_management}
3971 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3972 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3973 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3974 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3975 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3976 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3978 Lo standard POSIX prescrive che l'\ids{UID} del nuovo file corrisponda
3979 all'\ids{UID} effettivo del processo che lo crea; per il \ids{GID} invece
3980 prevede due diverse possibilità:
3982 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} effettivo del processo.
3983 \item il \ids{GID} del file corrisponde al \ids{GID} della directory in cui
3986 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3987 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3988 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3989 \ids{GID} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3990 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3992 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \ids{GID} viene sempre
3993 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3994 partenza, in tutte le sotto-directory.
3996 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3997 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3998 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3999 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
4000 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
4001 nella home di un utente restino sempre con il \ids{GID} del gruppo primario
4004 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
4005 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
4006 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
4007 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
4008 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
4009 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
4010 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
4011 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
4012 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
4013 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
4014 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
4016 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
4017 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
4018 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
4020 \headdecl{sys/types.h}
4021 \headdecl{sys/stat.h}
4023 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4024 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
4025 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
4027 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
4028 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
4030 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
4031 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
4033 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo non corrisponde a quello del
4034 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
4036 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
4037 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
4038 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
4039 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
4042 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
4043 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
4044 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
4045 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
4046 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
4047 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
4048 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
4049 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
4051 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
4052 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
4053 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
4054 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
4055 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
4056 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
4057 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
4058 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
4059 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
4061 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
4062 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
4063 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
4064 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
4065 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
4066 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
4067 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
4070 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
4071 \label{sec:file_riepilogo}
4073 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
4074 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
4075 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
4076 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
4077 fornire un quadro d'insieme.
4082 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
4084 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4085 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4086 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4087 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4088 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
4090 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4093 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
4094 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
4095 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
4096 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
4097 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4098 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
4099 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
4100 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
4101 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
4102 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
4103 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
4104 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
4105 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
4106 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
4109 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
4110 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
4111 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
4112 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
4113 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
4115 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
4118 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
4119 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
4121 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
4123 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
4124 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
4125 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
4126 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
4128 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
4130 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
4132 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
4133 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
4134 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
4137 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
4139 \label{tab:file_fileperm_bits}
4142 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
4143 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
4144 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
4145 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
4146 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
4147 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
4148 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
4149 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
4150 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
4151 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
4152 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
4153 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
4155 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
4156 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
4157 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
4158 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
4160 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
4161 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
4162 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
4163 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
4164 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
4165 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
4168 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
4169 \label{sec:file_dir_advances}
4171 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
4172 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
4173 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
4174 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
4177 \subsection{Gli attributi estesi}
4178 \label{sec:file_xattr}
4180 \itindbeg{Extended~Attributes}
4182 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
4183 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
4184 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
4185 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
4186 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
4187 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
4188 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
4189 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
4190 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
4193 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
4194 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
4195 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
4196 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
4197 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
4198 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
4199 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
4200 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
4202 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
4203 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
4204 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
4205 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
4206 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
4207 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
4208 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
4209 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
4210 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
4211 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
4212 l'atomicità di tutte le operazioni.
4214 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
4215 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
4216 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
4217 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
4219 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
4220 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
4221 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
4222 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
4223 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
4224 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
4225 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
4226 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
4227 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
4228 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
4229 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
4230 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
4231 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
4232 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
4233 gruppo proprietari del file.
4235 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
4236 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
4237 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
4238 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
4239 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
4240 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
4241 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
4242 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
4243 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
4244 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
4245 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
4250 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
4252 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
4255 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
4256 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
4257 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
4258 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
4259 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
4260 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
4261 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
4262 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
4263 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
4264 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
4265 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
4266 \textit{capabilities} (vedi
4267 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
4268 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
4269 utilizzati per poter realizzare in user space
4270 meccanismi che consentano di mantenere delle
4271 informazioni sui file che non devono essere accessibili
4272 ai processi ordinari.\\
4273 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
4274 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
4275 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
4276 file) accessibili dagli utenti.\\
4279 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
4280 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
4281 \label{tab:extended_attribute_class}
4285 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
4286 impiega per realizzare delle estensioni (come le
4287 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
4288 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
4289 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
4290 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
4291 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
4292 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
4293 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
4294 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
4295 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
4296 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
4297 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
4298 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
4299 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
4300 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
4301 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
4302 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
4303 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4304 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
4306 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
4307 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
4308 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
4309 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
4310 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
4311 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
4312 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
4313 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
4314 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
4317 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
4318 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
4319 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
4320 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
4321 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
4322 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
4324 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
4325 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4326 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4327 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4328 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4329 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4330 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4331 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4332 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4333 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4334 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4335 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4336 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4337 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4338 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4341 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4342 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4343 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4344 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4345 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4346 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4347 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4348 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4349 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4350 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4351 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4352 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4353 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4354 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4355 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4356 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4357 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4358 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4359 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4360 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4361 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4362 \const{CAP\_FOWNER}.
4365 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4366 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4367 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4368 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4369 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4370 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4371 l'opzione \texttt{-lattr}.
4373 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4374 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4375 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4376 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4378 \headdecl{sys/types.h}
4379 \headdecl{attr/xattr.h}
4381 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4382 *value, size\_t size)}
4384 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4385 *value, size\_t size)}
4387 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4390 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4392 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4393 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4394 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4396 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4397 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4398 non è sufficiente per contenere il risultato.
4399 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4400 filesystem o sono disabilitati.
4402 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4403 permessi di accesso all'attributo. }
4406 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4407 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4408 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4409 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4410 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4411 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4414 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4415 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4416 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4417 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4418 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4419 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4420 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4421 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4422 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4424 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4425 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4426 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4427 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4428 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4429 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4430 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4431 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4432 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4434 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4435 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4436 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4437 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4439 \headdecl{sys/types.h}
4440 \headdecl{attr/xattr.h}
4442 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4443 *value, size\_t size, int flags)}
4445 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4446 *value, size\_t size, int flags)}
4448 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4449 size\_t size, int flags)}
4451 Impostano il valore di un attributo esteso.
4453 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4454 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4456 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4457 l'attributo richiesto non esiste.
4458 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4459 l'attributo esiste già.
4460 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4461 filesystem o sono disabilitati.
4463 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4464 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4469 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4470 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4471 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4472 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4473 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4474 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4476 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4477 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4478 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4479 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4480 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4481 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4482 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4483 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4484 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4485 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4487 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4488 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4489 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4490 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4492 \headdecl{sys/types.h}
4493 \headdecl{attr/xattr.h}
4495 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4497 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4499 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4501 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4503 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4504 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4505 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4507 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4508 non è sufficiente per contenere il risultato.
4509 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4510 filesystem o sono disabilitati.
4512 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4513 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4518 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4519 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4520 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4521 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4522 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4524 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4525 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4526 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4527 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4528 dimensione totale della lista in byte.
4530 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4531 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4532 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4533 usando per \param{size} un valore nullo.
4535 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4536 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4537 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4539 \headdecl{sys/types.h}
4540 \headdecl{attr/xattr.h}
4542 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4544 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4546 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4549 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4551 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4552 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4554 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4555 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4556 filesystem o sono disabilitati.
4558 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4562 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4563 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4564 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4565 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4566 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4568 \itindend{Extended~Attributes}
4571 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4572 \label{sec:file_ACL}
4574 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4575 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4577 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4579 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4580 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4581 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4582 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4583 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4584 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4585 si può soddisfare in maniera semplice.}
4587 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4588 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4589 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4590 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4591 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4592 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4593 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4595 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4596 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4597 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4598 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4599 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4600 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4603 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4604 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4605 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4606 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4607 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4608 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4609 standard POSIX 1003.1e.
4611 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4612 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4613 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4614 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4615 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4616 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4617 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4618 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4619 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4620 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4621 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4622 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4623 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4625 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4626 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4627 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4628 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4629 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4630 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4631 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4632 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4633 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4634 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4635 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4640 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4642 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4645 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4646 proprietario del file.\\
4647 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4648 l'utente indicato dal rispettivo
4650 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4651 gruppo proprietario del file.\\
4652 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4653 il gruppo indicato dal rispettivo
4655 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4656 permessi di accesso che possono essere garantiti
4657 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4658 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4659 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4660 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4663 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4664 \label{tab:acl_tag_types}
4667 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4668 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4669 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4670 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4671 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4672 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4675 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4676 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4677 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4678 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4679 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4680 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4681 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4684 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4685 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4686 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4687 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4688 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4689 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4690 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4691 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4692 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4694 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4695 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4696 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4697 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4698 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4699 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4700 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4701 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4702 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4703 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4704 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4705 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4706 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4707 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4708 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4709 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4710 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4711 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4713 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4714 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4715 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4716 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4717 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4718 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4719 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4720 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4721 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4722 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4723 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4724 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4725 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4726 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4728 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4729 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4730 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4731 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4732 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4733 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4734 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4736 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4737 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4738 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4739 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4740 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4741 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4744 \item Se l'\ids{UID} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4746 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4748 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4749 l'accesso è consentito;
4750 \item altrimenti l'accesso è negato.
4752 \item Se l'\ids{UID} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4753 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4755 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4756 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4758 \item altrimenti l'accesso è negato.
4760 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4761 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4763 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4764 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4765 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4766 l'accesso è consentito;
4767 \item altrimenti l'accesso è negato.
4769 \item Se è il \ids{GID} del processo o uno dei \ids{GID} supplementari
4770 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4771 \const{ACL\_GROUP} allora:
4773 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4774 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4776 \item altrimenti l'accesso è negato.
4778 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4779 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4782 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4783 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4784 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4785 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4786 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4787 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4789 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4790 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4791 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4792 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4793 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4794 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4795 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4798 \headdecl{sys/types.h}
4799 \headdecl{sys/acl.h}
4801 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4803 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4805 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4806 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4807 assumerà uno dei valori:
4809 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4810 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4815 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4816 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4817 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4818 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4819 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4820 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4821 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4822 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4823 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4824 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4825 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4827 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4828 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4829 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4831 \headdecl{sys/types.h}
4832 \headdecl{sys/acl.h}
4834 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4836 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4838 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4839 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4840 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4844 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4845 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4846 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4847 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4848 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4849 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4850 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4851 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4852 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4853 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4856 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4857 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4858 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4860 \headdecl{sys/types.h}
4861 \headdecl{sys/acl.h}
4863 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4865 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4867 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4868 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4869 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4871 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4873 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4879 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4880 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4881 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4882 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4883 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4884 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4885 memoria occupata dalla copia.
4887 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4888 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4889 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4890 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4892 \headdecl{sys/types.h}
4893 \headdecl{sys/acl.h}
4895 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4897 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4899 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4900 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4901 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4906 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4907 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4908 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4909 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4910 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4911 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4913 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4914 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4915 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4918 \headdecl{sys/types.h}
4919 \headdecl{sys/acl.h}
4921 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4922 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4924 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4926 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4927 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4928 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4930 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4931 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4934 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4935 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4936 un file per \func{acl\_get\_file}.
4941 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4942 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4943 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4944 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4945 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4946 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4947 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4948 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4953 \begin{tabular}{|l|l|}
4955 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4958 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4959 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4962 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4963 \label{tab:acl_type}
4966 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4967 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4968 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4969 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4970 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4971 verrà restituita una ACL vuota.
4973 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4974 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4976 \headdecl{sys/types.h}
4977 \headdecl{sys/acl.h}
4979 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4981 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4983 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4984 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4985 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4987 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4988 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4989 \param{buf\_p} non è valida.
4995 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4996 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4997 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4998 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4999 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
5000 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
5002 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
5003 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
5004 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
5005 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
5006 per riga, nella forma:
5008 tipo:qualificatore:permessi
5010 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
5011 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
5012 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
5013 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
5014 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
5015 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
5016 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
5019 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
5020 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
5021 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
5022 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
5023 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
5024 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
5025 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
5026 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
5027 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
5028 carattere ``\texttt{\#}''.
5030 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
5031 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
5032 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
5033 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
5034 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
5036 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
5037 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
5038 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
5040 \headdecl{sys/types.h}
5041 \headdecl{sys/acl.h}
5043 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
5045 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5047 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5048 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
5049 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
5052 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5053 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5059 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
5060 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
5061 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
5062 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
5063 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
5064 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
5065 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
5067 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
5068 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
5069 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
5071 \headdecl{sys/types.h}
5072 \headdecl{sys/acl.h}
5074 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
5075 separator, int options)}
5077 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
5079 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
5080 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
5081 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5083 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
5084 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5090 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
5091 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
5092 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
5093 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
5095 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
5096 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
5097 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
5098 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
5099 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
5100 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
5101 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
5106 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
5108 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
5111 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
5112 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
5113 \ids{UID} e \ids{GID}.\\
5114 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
5115 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
5116 viene generato un commento con i permessi
5117 effettivamente risultanti; il commento è
5118 separato con un tabulatore.\\
5119 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
5120 effettivi per ciascuna voce che contiene
5121 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
5122 anche quando questi non vengono modificati
5123 da essa; il commento è separato con un
5125 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
5126 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
5127 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
5128 automaticamente il numero di spaziatori
5129 prima degli eventuali commenti in modo da
5130 mantenerli allineati.\\
5133 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
5134 \func{acl\_to\_any\_text}.}
5135 \label{tab:acl_to_text_options}
5138 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
5139 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
5140 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
5141 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
5142 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
5143 bozza dello standard POSIX.1e.
5145 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
5146 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
5147 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
5148 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
5149 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
5150 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
5151 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
5153 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
5154 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
5155 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
5156 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
5158 \headdecl{sys/types.h}
5159 \headdecl{sys/acl.h}
5161 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
5163 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
5165 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5166 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5167 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5169 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
5175 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
5176 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
5177 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
5178 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
5179 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
5180 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
5182 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
5183 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
5185 \headdecl{sys/types.h}
5186 \headdecl{sys/acl.h}
5188 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
5190 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
5192 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
5193 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
5194 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5196 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
5197 \param{size} è negativo o nullo.
5198 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
5199 dimensione della rappresentazione della ACL.
5205 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
5206 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
5207 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
5208 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
5209 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
5210 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
5212 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
5213 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
5214 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
5216 \headdecl{sys/types.h}
5217 \headdecl{sys/acl.h}
5219 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
5221 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
5223 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
5224 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
5225 \var{errno} assumerà uno dei valori:
5227 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
5228 una rappresentazione corretta di una ACL.
5229 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
5230 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
5236 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
5237 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
5238 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
5239 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
5240 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
5243 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
5244 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
5245 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
5246 directory, ed il cui prototipo è:
5248 \headdecl{sys/types.h}
5249 \headdecl{sys/acl.h}
5251 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
5254 Imposta una ACL su un file o una directory.
5256 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5257 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5259 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
5260 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
5261 assegnato a \param{path}.
5262 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5263 ha in valore non corretto.
5264 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5265 dati aggiuntivi della ACL.
5266 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5267 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5269 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
5270 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5274 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
5275 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
5276 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
5277 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
5278 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
5279 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
5280 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
5281 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
5282 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
5283 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
5284 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
5285 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
5286 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
5287 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
5289 \headdecl{sys/types.h}
5290 \headdecl{sys/acl.h}
5292 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
5294 Imposta una ACL su un file descriptor.
5296 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5297 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5299 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
5300 ha in valore non corretto.
5301 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
5302 dati aggiuntivi della ACL.
5303 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
5304 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
5306 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
5310 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
5311 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
5312 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
5313 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
5314 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
5315 descriptor, la ACL da impostare.
5317 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
5318 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
5319 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
5320 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
5321 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
5322 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
5323 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
5324 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5327 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5328 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5329 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5330 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5331 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5332 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5333 singole voci successive alla prima.
5335 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5336 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5337 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5338 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5339 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5340 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5341 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5342 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5343 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5344 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5346 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5349 \subsection{La gestione delle quote disco}
5350 \label{sec:disk_quota}
5352 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5353 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5354 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5355 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5356 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5357 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5358 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5359 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5360 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5361 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5362 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5363 sugli utenti o solo sui gruppi.
5365 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5366 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5367 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5368 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5369 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5370 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5371 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5372 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5373 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5375 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5376 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5377 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5378 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5379 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5380 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5381 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5382 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5383 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5384 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5385 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5386 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5387 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5388 verificare e aggiornare i dati.
5390 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5391 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5392 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5393 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5394 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5395 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5396 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5397 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5398 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5400 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5401 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5403 \headdecl{sys/types.h}
5404 \headdecl{sys/quota.h}
5406 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5408 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5410 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5411 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5413 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5414 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5416 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5417 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5418 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5419 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5420 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5421 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5422 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5424 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5426 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5427 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5428 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5429 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5430 filesystem senza quote attivate.
5435 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5436 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5437 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5438 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5439 il gruppo (specificati rispettivamente per \ids{UID} e \ids{GID}) su cui si
5440 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5441 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5444 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5445 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5446 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5448 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5449 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5451 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5452 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5453 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5460 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5462 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5465 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5466 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5467 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5468 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5469 la versione del formato con uno dei valori di
5470 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5471 richiede i privilegi di amministratore.\\
5472 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5473 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5474 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5475 richiede i privilegi di amministratore.\\
5476 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5477 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5478 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5479 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5480 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5481 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5482 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5484 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5485 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5486 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5487 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5488 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5489 di amministratore.\\
5490 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5491 time}) delle quote del filesystem indicato
5492 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5493 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5494 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5495 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5496 struttura \struct{dqinfo} puntata
5497 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5498 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5499 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5500 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5501 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5502 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5503 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5504 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5505 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5506 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5507 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5508 filesystem con quote attive, \param{id}
5509 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5510 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5511 relative al sistema delle quote per il filesystem
5512 indicato da \param{dev}, richiede che si
5513 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5514 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5515 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5516 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5517 più recenti, che espongono la stessa informazione
5518 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5522 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5524 \label{tab:quotactl_commands}
5528 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5529 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5530 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5531 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5532 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5533 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5534 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5535 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5536 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5541 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5543 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5546 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5547 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5548 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5549 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5550 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5551 \ids{UID} e \ids{GID} a 32 bit e limiti fino a
5552 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5555 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5556 \label{tab:quotactl_id_format}
5559 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5560 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5561 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5562 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5563 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5564 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5565 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5568 \begin{figure}[!htb]
5569 \footnotesize \centering
5570 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5571 \includestruct{listati/dqblk.h}
5574 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5575 \label{fig:dqblk_struct}
5578 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5579 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5580 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5581 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5582 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5583 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5584 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5585 \textit{soft limit}.
5590 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5592 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5595 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5596 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5597 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5598 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5599 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5600 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5601 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5602 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5603 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5604 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5605 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5606 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5607 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5608 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5609 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5610 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5611 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5612 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5613 \const{QIF\_INODES}.\\
5614 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5615 \const{QIF\_ITIME}.\\
5616 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5619 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5620 \label{tab:quotactl_qif_const}
5624 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5625 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5626 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5627 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5628 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5629 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5630 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5631 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5632 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5634 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5635 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5636 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5637 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5638 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5639 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5640 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5641 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5642 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5643 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5644 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5645 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5647 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5648 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5649 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5650 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5651 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5652 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5653 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5654 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5655 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5657 \begin{figure}[!htb]
5658 \footnotesize \centering
5659 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5660 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5663 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5664 \label{fig:dqinfo_struct}
5667 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5668 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5669 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5670 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5671 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5676 \begin{tabular}{|l|l|}
5678 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5681 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5682 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5683 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5684 (\val{dqi\_igrace}).\\
5685 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5686 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5689 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5690 \label{tab:quotactl_iif_const}
5693 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5694 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5695 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5696 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5697 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5699 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5700 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5701 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5702 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5703 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5704 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5705 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5706 \textit{Repository}.}
5708 \begin{figure}[!htbp]
5709 \footnotesize \centering
5710 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5711 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5713 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5714 \label{fig:get_quota}
5717 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5718 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5719 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5720 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5721 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5722 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5724 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5725 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5726 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5727 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5728 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5729 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5730 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5731 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5732 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5733 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5735 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5736 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5737 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5738 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5739 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5740 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5741 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5743 \begin{figure}[!htbp]
5744 \footnotesize \centering
5745 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5746 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5748 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5749 \label{fig:set_block_quota}
5752 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5753 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5754 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5755 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5756 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5757 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5758 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5759 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5761 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5762 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5763 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5764 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5765 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5766 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5769 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5770 \label{sec:proc_capabilities}
5772 \itindbeg{capabilities}
5774 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5775 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5776 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5777 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5778 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5779 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5780 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5781 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5782 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5783 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5784 la marcatura di immutabilità.}
5786 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5787 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5788 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5789 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5790 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5791 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5792 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5794 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5795 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5796 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5797 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5798 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5799 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5800 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5801 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5803 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5804 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5805 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5806 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5807 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5808 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5809 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5810 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5811 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5812 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5813 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5816 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5817 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5818 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5819 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5820 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5821 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5822 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5823 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5824 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5825 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5826 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5827 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5828 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5830 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5831 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5832 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5833 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5834 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5835 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5836 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5837 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5838 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5839 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5840 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5841 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5842 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5843 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5845 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5846 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5847 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5848 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5849 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5850 \textit{file capabilities} è il seguente:
5851 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5852 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5853 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5854 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5855 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5856 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5857 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5858 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5860 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5861 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5862 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5863 chiamata ad \func{exec}.
5864 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5865 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5866 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5867 compiute dal processo.
5868 \label{sec:capabilities_set}
5871 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5872 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5873 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5874 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5875 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5876 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5877 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5878 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5879 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5880 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5881 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5882 loro significato è diverso:
5883 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5884 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5885 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5886 capacità \textsl{permesse} del processo.
5887 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5888 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5889 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5890 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5892 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5893 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5894 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5895 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5896 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5899 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5901 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5902 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5903 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5904 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5905 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5906 casistica assai complessa.
5908 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5909 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5910 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5911 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5912 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5913 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5914 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5915 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5916 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5917 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5918 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5919 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5921 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5922 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5923 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5924 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5925 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5926 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5927 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5928 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5929 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5930 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5933 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5934 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5935 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5936 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5937 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5938 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5940 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5941 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5942 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5943 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5944 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5945 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5946 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5947 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5948 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5950 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5951 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5952 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5953 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5954 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5955 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5956 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5958 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5959 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5960 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5961 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5962 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5963 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5964 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5965 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5966 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5967 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5968 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5970 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5971 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5972 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5973 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5974 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5975 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5976 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5977 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5978 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5979 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5980 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5981 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5982 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5983 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5986 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5987 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5988 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5989 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5990 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5991 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5992 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5993 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5994 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5995 attraverso una \func{exec}.
5997 \begin{figure}[!htbp]
5998 \footnotesize \centering
5999 \begin{minipage}[c]{12cm}
6000 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
6002 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
6004 \label{fig:cap_across_exec}
6007 \itindend{capabilities~bounding~set}
6009 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
6010 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
6011 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
6012 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
6013 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
6014 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
6015 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
6016 privilegi originali dal processo.
6018 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
6019 eseguito da un processo con \ids{UID} reale 0, esso verrà trattato come
6020 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
6021 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
6022 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
6023 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
6024 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
6025 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
6027 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
6028 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \ids{UID}
6029 nullo a \ids{UID} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
6030 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
6031 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
6032 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
6033 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
6036 \item se si passa da \ids{UID} effettivo nullo a non nullo
6037 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
6038 viceversa si passa da \ids{UID} effettivo non nullo a nullo il
6039 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
6040 \item se si passa da \textit{file system} \ids{UID} nullo a non nullo verranno
6041 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
6042 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
6043 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
6044 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
6045 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
6046 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
6047 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
6048 \textit{permitted set}.
6049 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
6050 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
6051 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
6052 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
6053 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
6054 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
6055 set} che l'\textit{effective set}.
6057 \label{sec:capability-uid-transition}
6059 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
6060 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
6061 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
6062 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
6063 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
6064 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
6065 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
6066 cancellarle dal \textit{permitted set}.
6068 \itindbeg{securebits}
6070 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
6071 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
6072 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
6073 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
6074 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
6075 processi con \ids{UID} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
6076 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
6077 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
6082 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
6084 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
6087 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
6088 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
6089 \ids{UID} passano ad un valore non
6090 nullo (regola di compatibilità per il cambio
6091 di \ids{UID} n.~3 del precedente
6092 elenco), sostituisce il precedente uso
6093 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
6095 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
6096 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
6097 da nullo a non nullo degli \ids{UID}
6098 dei gruppi \textit{effective} e
6099 \textit{file system} (regole di compatibilità
6100 per il cambio di \ids{UID} nn.~1 e 2 del
6101 precedente elenco).\\
6102 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
6103 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
6104 se ha \ids{UID} nullo o il programma ha
6105 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
6106 all'amministratore (regola di compatibilità
6107 per l'esecuzione di programmi senza
6108 \textit{capabilities}).\\
6111 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
6112 \textit{securebits}.}
6113 \label{tab:securebits_values}
6116 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
6117 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
6118 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
6119 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
6120 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
6121 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
6122 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
6123 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
6124 \const{SECURE\_NOROOT}.
6126 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
6127 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
6128 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
6129 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
6130 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
6131 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
6132 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
6133 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
6134 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
6136 \itindend{securebits}
6138 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
6139 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
6140 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
6141 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
6142 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
6143 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
6144 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
6145 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
6146 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
6148 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
6149 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
6151 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
6152 % http://lwn.net/Articles/280279/
6153 % http://lwn.net/Articles/256519/
6154 % http://lwn.net/Articles/211883/
6157 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
6158 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
6159 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
6160 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
6161 capabilities}) e dalle definizioni in
6162 \texttt{include/linux/capabilities.h}, è aggiornato al kernel 2.6.26.} la
6163 tabella è divisa in due parti, la prima riporta le \textit{capabilities}
6164 previste anche nella bozza dello standard POSIX1.e, la seconda quelle
6165 specifiche di Linux. Come si può notare dalla tabella alcune
6166 \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono molto
6167 specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto, che è
6168 opportuno dettagliare maggiormente.
6170 \begin{table}[!h!btp]
6173 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
6175 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
6179 % POSIX-draft defined capabilities.
6181 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
6182 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
6183 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
6184 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
6185 % TODO verificare questa roba dell'auditing
6186 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
6187 proprietario di un file (vedi
6188 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
6189 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
6190 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
6191 file,\footnotemark (vedi
6192 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6193 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
6194 permessi di lettura ed esecuzione per
6196 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
6197 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
6198 proprietà di un file per tutte
6199 le operazioni privilegiate non coperte dalle
6200 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
6201 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
6202 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
6203 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
6204 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
6205 per i quali sono impostati viene modificato da
6206 un processo senza questa capacità e la capacità
6207 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
6208 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
6210 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
6211 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
6212 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
6213 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
6214 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
6216 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
6217 processi, sia il principale che i supplementari,
6218 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
6219 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
6220 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6221 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
6222 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
6223 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
6224 delle credenziali coi socket \textit{unix
6225 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
6227 % Linux specific capabilities
6230 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
6231 locking} \itindex{memory~locking} con le
6232 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
6233 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
6234 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
6235 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
6236 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
6237 per le operazioni sugli oggetti di
6238 intercomunicazione fra processi (vedi
6239 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
6240 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
6241 \itindex{file~lease} (vedi
6242 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
6243 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
6245 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
6246 attributi \textit{immutable} e
6247 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
6249 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
6250 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
6251 con \func{mknod} (vedi
6252 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
6253 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
6254 privilegiate sulla rete.\\
6255 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
6256 su porte riservate (vedi
6257 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
6258 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
6259 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
6260 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
6261 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
6262 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
6263 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
6264 \textit{capabilities}.\\
6265 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
6267 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
6268 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
6269 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
6270 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
6271 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
6272 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6273 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
6274 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
6275 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
6277 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
6278 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
6279 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
6280 \textit{accounting} dei processi (vedi
6281 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
6282 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
6284 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
6285 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
6286 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
6287 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
6288 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
6290 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
6291 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
6292 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
6293 della console, con la funzione
6295 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
6296 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
6297 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
6298 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
6299 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
6300 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
6301 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
6302 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
6305 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
6307 \label{tab:proc_capabilities}
6310 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
6311 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
6312 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
6315 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
6316 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
6317 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
6318 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
6319 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
6320 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
6321 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
6322 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
6323 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
6324 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6327 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6328 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6329 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6330 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6331 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6332 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6333 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6334 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6335 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6336 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6338 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6339 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6340 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6341 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\ids{UID} effettivo del
6342 processo (o meglio l'\ids{UID} di filesystem, vedi
6343 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6344 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6345 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6346 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6347 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6348 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6349 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6350 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6351 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6353 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6354 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6355 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6356 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6357 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6358 tabella di instradamento.
6360 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6361 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6362 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6363 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6364 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6365 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6366 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6367 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \ids{UID} arbitrario
6368 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6369 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6370 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6371 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6372 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6373 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6374 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6375 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6376 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6377 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6379 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6380 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6381 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6382 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6383 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6384 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6385 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6386 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6387 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6388 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6390 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6391 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6392 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6393 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6394 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6395 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6396 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6397 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6399 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6400 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6401 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6402 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6403 loro rispettivi prototipi sono:
6405 \headdecl{sys/capability.h}
6407 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6408 Legge le \textit{capabilities}.
6410 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6412 Imposta le \textit{capabilities}.
6415 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6416 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6418 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6419 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6420 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6421 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6422 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6423 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6424 \const{CAP\_SETPCAP}.
6426 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6430 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6431 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6432 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6433 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6434 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6435 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6436 \headfile{sys/capability.h}) requisito che non risulta più
6437 presente.\footnote{e non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero
6440 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6441 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6442 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6443 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6444 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6445 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6446 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6447 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6448 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6450 \begin{figure}[!htb]
6453 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6454 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6457 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6458 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6459 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6460 \label{fig:cap_kernel_struct}
6463 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6464 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6465 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6466 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6467 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6468 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6469 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6470 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6471 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6472 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6473 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6474 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6475 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6476 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6477 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6478 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6479 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6480 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6481 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6482 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6483 puntatore ad una singola struttura.}
6485 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6486 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6487 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6488 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6489 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6490 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6491 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6492 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6493 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6495 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6496 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6497 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6498 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6499 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6500 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6501 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6502 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6503 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6504 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6505 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6508 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6509 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6510 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6512 \headdecl{sys/capability.h}
6514 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6515 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6517 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6518 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6519 valore \errval{ENOMEM}.
6523 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6524 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6525 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6526 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6527 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6528 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6529 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6532 \headdecl{sys/capability.h}
6534 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6535 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6537 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6538 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6542 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6543 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6544 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6545 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6546 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6547 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6548 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6549 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6550 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6552 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6553 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6555 \headdecl{sys/capability.h}
6557 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6558 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6560 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6561 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6562 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6566 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6567 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6568 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6569 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6570 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6571 potranno essere modificati in maniera completamente
6572 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6573 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6575 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6576 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6577 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6579 \headdecl{sys/capability.h}
6581 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6582 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6583 \textit{capabilities}.
6585 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6586 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6590 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6591 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6592 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6593 creazione con \func{cap\_init}.
6598 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6600 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6603 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6604 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6605 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6608 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6609 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6610 \label{tab:cap_set_identifier}
6613 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6614 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6615 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6618 \headdecl{sys/capability.h}
6620 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6622 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6623 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6625 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6626 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6629 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6630 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6631 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6632 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6633 definizione che si trova in \headfile{sys/capability.h}.} uno dei valori
6634 illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6636 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6637 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6640 \headdecl{sys/capability.h}
6641 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6643 Confronta due \textit{capability state}.
6645 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6646 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6649 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6650 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6651 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6652 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6653 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6654 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6656 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6657 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6660 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6661 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6662 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6663 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6664 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6666 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6667 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6668 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6669 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6670 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6672 \headdecl{sys/capability.h}
6674 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6675 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6676 Legge il valore di una \textit{capability}.
6678 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6679 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6680 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6682 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6683 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6687 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6688 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6689 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6690 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6692 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6693 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6694 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6695 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6696 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6697 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6698 \headfile{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6699 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6700 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6702 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6703 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6704 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6705 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6710 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6712 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6715 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6716 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6719 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6720 indica lo stato di una capacità.}
6721 \label{tab:cap_value_type}
6724 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6725 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6726 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6727 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6728 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6729 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6730 lo stato di una capacità alla volta.
6732 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6733 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6734 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6735 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6736 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6737 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6738 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6739 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6741 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6742 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6743 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6744 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6745 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6746 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6748 \headdecl{sys/capability.h}
6750 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6752 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6754 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6755 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6756 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6761 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6762 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6763 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6764 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6765 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6766 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6768 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6769 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6770 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6771 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6772 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6773 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6775 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6776 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6777 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6778 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6779 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6780 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6781 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6782 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6783 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6785 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6786 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6787 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6788 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6789 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6790 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6791 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6792 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6794 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6795 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6796 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6797 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6798 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6799 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6800 doverlo scrivere esplicitamente.
6802 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6803 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6804 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6805 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6806 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6807 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6808 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6809 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6810 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6811 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6812 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6813 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6816 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6817 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6820 \headdecl{sys/capability.h}
6822 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6824 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6826 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6827 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6828 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6831 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6832 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6833 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6834 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6835 con \func{cap\_free}.
6837 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6838 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6839 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6840 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6841 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6843 \headdecl{sys/capability.h}
6845 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6846 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6847 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6848 testuale e viceversa.
6850 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6851 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6852 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6853 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6857 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6858 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6859 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6860 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6861 stringa \param{name}.
6863 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6864 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6865 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6866 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6867 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6868 processo corrente, il suo prototipo è:
6870 \headdecl{sys/capability.h}
6872 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6873 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6875 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6876 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6877 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6880 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6881 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6882 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6883 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6884 non sarà più utilizzato.
6886 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6887 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6888 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6889 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6890 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6891 dichiarazione della stessa in \headfile{sys/capability.h}.} è:
6893 \headdecl{sys/capability.h}
6895 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6896 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6898 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6899 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6900 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6903 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6905 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6906 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6907 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6908 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6909 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6910 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6911 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6912 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6916 CapInh: 0000000000000000
6917 CapPrm: 00000000fffffeff
6918 CapEff: 00000000fffffeff
6922 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6923 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6924 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6927 \headdecl{sys/capability.h}
6929 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6930 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6932 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6933 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6934 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6938 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6939 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6940 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6941 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6942 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6943 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6944 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6945 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6946 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6947 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6949 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6950 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6951 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6952 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6953 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6954 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6955 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6957 \begin{figure}[!htbp]
6958 \footnotesize \centering
6959 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6960 \includecodesample{listati/getcap.c}
6963 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6964 \label{fig:proc_getcap}
6967 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6968 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6969 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6970 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6971 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6972 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6973 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6974 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6975 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6978 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6979 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6980 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6981 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6984 \itindend{capabilities}
6986 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6987 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6991 \subsection{La gestione dei {chroot}}
6992 \label{sec:file_chroot}
6994 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6995 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6997 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6998 % e le funzionalità di isolamento dei container
7000 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
7001 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
7002 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
7005 % TODO riferimenti ai bind mount, link simbolici ecc.
7007 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
7008 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro, ha anche una directory
7009 \textsl{radice}\footnote{entrambe sono contenute in due campi (rispettivamente
7010 \var{pwd} e \var{root}) di \struct{fs\_struct}; vedi
7011 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo di norma corrispondente
7012 alla radice dell'albero di file e directory come visto dal kernel (ed
7013 illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo il significato
7014 specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
7015 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
7016 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
7017 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
7018 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
7019 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
7020 cambiando questa directory, così come si fa coi
7021 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la \index{directory~di~lavoro} directory
7024 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
7025 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
7026 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
7027 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
7028 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
7030 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
7031 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
7032 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
7033 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
7034 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
7037 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
7038 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
7040 \item[\errcode{EPERM}] l'\ids{UID} effettivo del processo non è zero.
7042 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
7043 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
7044 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
7046 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
7047 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
7048 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
7049 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
7050 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
7051 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
7052 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
7053 \textsl{imprigionato}.
7055 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
7056 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
7057 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
7058 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
7061 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
7062 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
7063 resta con \index{directory~di~lavoro} la directory di lavoro fuori dalla
7064 \textit{chroot jail}, potrà comunque accedere a tutto il resto del filesystem
7065 usando \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali,
7066 partendo dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail},
7067 potranno (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva
7070 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
7071 portare la sua \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro fuori dalla
7072 \textit{chroot jail} in cui si trova. Basta infatti creare una nuova
7073 \textit{chroot jail} con l'uso di \func{chroot} su una qualunque directory
7074 contenuta nell'attuale directory di lavoro. Per questo motivo l'uso di questa
7075 funzione non ha molto senso quando un processo necessita dei privilegi di root
7076 per le sue normali operazioni.
7078 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
7079 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
7080 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
7081 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
7082 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
7083 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
7088 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
7089 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
7091 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
7092 % parte diversa se è il caso.
7094 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
7095 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
7096 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
7097 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
7098 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
7099 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
7100 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
7101 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
7102 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
7103 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
7104 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
7105 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
7106 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
7107 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
7108 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
7109 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
7110 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
7111 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
7112 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
7113 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
7114 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
7115 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
7116 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
7117 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
7118 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
7119 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
7120 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
7121 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
7122 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
7123 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
7124 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
7125 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
7126 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
7127 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
7128 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
7129 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
7130 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
7131 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
7132 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
7133 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
7134 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
7135 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
7136 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
7137 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
7138 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
7139 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
7140 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
7141 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
7142 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
7143 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
7144 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
7145 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
7146 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
7147 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
7148 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
7149 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
7150 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
7151 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
7152 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
7153 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
7154 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
7155 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
7156 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
7157 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
7158 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
7159 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
7160 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
7162 %%% Local Variables:
7164 %%% TeX-master: "gapil"