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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 \textit{superblock}, (la struttura che contiene
378 l'indice iniziale del filesystem e che consente di accedere a tutti i dati
379 sottostanti) e creata una opportuna suddivisione dei dati e delle informazioni
380 per accedere agli stessi. Sulle caratteristiche di \acr{ext2} e derivati
381 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 \textit{superblock} e tutti i dati di
405 gestione possiamo esemplificare la situazione con uno schema come quello
406 esposto in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}.
410 \includegraphics[width=12cm]{img/filesys_struct}
411 \caption{Strutturazione dei dati all'interno di un filesystem.}
412 \label{fig:file_filesys_detail}
415 Da fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} si evidenziano alcune delle
416 caratteristiche di base di un filesystem, che restano le stesse anche su
417 filesystem la cui organizzazione dei dati è totalmente diversa da quella
418 illustrata, e sulle quali è bene porre attenzione visto che sono fondamentali
419 per capire il funzionamento delle funzioni che manipolano i file e le
420 directory che tratteremo nel prosieguo del capitolo. In particolare è
421 opportuno tenere sempre presente che:
426 \item L'\textit{inode} contiene i cosiddetti \textsl{metadati}, vale dire le
427 informazioni riguardanti le proprietà del file come oggetto del filesystem:
428 il tipo di file, i permessi di accesso, le dimensioni, i puntatori ai
429 blocchi fisici che contengono i dati e così via. Le informazioni che la
430 funzione \func{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}) fornisce provengono
431 dall'\textit{inode}. Dentro una directory si troverà solo il nome del file
432 e il numero dell'\textit{inode} ad esso associato; il nome non è una
433 proprietà del file e non viene mantenuto nell'\textit{inode}. Da da qui in
434 poi chiameremo il nome del file contenuto in una directory
435 ``\textsl{voce}'', come traduzione della nomenclatura inglese
436 \textit{directory entry} che non useremo per evitare confusione con le
437 \textit{dentry} del kernel viste in sez.~\ref{sec:file_vfs_work}.
439 \item Come mostrato in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} per i file
440 \texttt{macro.tex} e \texttt{gapil\_macro.tex}, ci possono avere più voci
441 che fanno riferimento allo stesso \textit{inode}. Fra le proprietà di un
442 file mantenute nell'\textit{inode} c'è anche il contatore con il numero di
443 riferimenti che sono stati fatti ad esso, il cosiddetto \textit{link
444 count}.\footnote{mantenuto anche nel campo \var{i\_nlink} della struttura
445 \kstruct{inode} di fig.~\ref{fig:kstruct_inode}.} Solo quando questo
446 contatore si annulla i dati del file possono essere effettivamente rimossi
447 dal disco. Per questo la funzione per cancellare un file si chiama
448 \func{unlink} (vedi sez.~\ref{sec:file_link}), ed in realtà non cancella
449 affatto i dati del file, ma si limita ad eliminare la relativa voce da una
450 directory e decrementare il numero di riferimenti nell'\textit{inode}.
452 \item All'interno di ogni filesystem ogni \textit{inode} è identificato da un
453 numero univoco. Il numero di \textit{inode} associato ad una voce in una
454 directory si riferisce ad questo numero e non ci può essere una directory
455 che contiene riferimenti ad \textit{inode} relativi ad altri filesystem.
456 Questa è la ragione che limita l'uso del comando \cmd{ln}, che crea una
457 nuova voce per un file esistente con la funzione \func{link} (vedi
458 sez.~\ref{sec:file_link}) a file nel filesystem corrente.
460 \item Quando si cambia nome ad un file senza cambiare filesystem il contenuto
461 del file non viene spostato fisicamente, viene semplicemente creata una
462 nuova voce per l'\textit{inode} in questione e rimossa la precedente, questa
463 è la modalità in cui opera normalmente il comando \cmd{mv} attraverso la
464 funzione \func{rename} (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}). Questa operazione
465 non modifica minimamente neanche l'\textit{inode} del file, dato che non si
466 opera sul file ma sulla directory che lo contiene.
468 \item Gli \textit{inode} dei file, che contengono i \textsl{metadati}, ed i
469 blocchi di spazio disco, che contengono i dati, sono risorse indipendenti ed
470 in genere vengono gestite come tali anche dai diversi filesystem; è pertanto
471 possibile esaurire sia lo spazio disco (il caso più comune) che lo spazio
472 per gli \textit{inode}. Nel primo caso non sarà possibile allocare ulteriore
473 spazio, ma si potranno creare file (vuoti), nel secondo non si potranno
474 creare nuovi file, ma si potranno estendere quelli che ci
475 sono.\footnote{questo comportamento non è generale, alcuni filesystem
476 evoluti possono evitare il problema dell'esaurimento degli \textit{inode}
477 riallocando lo spazio disco libero per i blocchi.}
483 \includegraphics[width=12cm]{img/dir_links}
484 \caption{Organizzazione dei \textit{link} per le directory.}
485 \label{fig:file_dirs_link}
488 Infine tenga presente che, essendo file pure loro, il numero di riferimenti
489 esiste anche per le directory. Per questo se a partire dalla situazione
490 mostrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail} creiamo una nuova directory
491 \file{img} nella directory \file{gapil}, avremo una situazione come quella
492 illustrata in fig.~\ref{fig:file_dirs_link}.
494 La nuova directory avrà un numero di riferimenti pari a due, in quanto è
495 referenziata dalla directory da cui si era partiti (in cui è inserita la nuova
496 voce che fa riferimento a \texttt{img}) e dalla voce interna ``\texttt{.}''
497 che è presente in ogni directory. Questo è il valore che si troverà sempre
498 per ogni directory che non contenga a sua volta altre directory. Al contempo,
499 la directory da cui si era partiti avrà un numero di riferimenti di almeno
500 tre, in quanto adesso sarà referenziata anche dalla voce ``\texttt{..}'' di
501 \texttt{img}. L'aggiunta di una sottodirectory fa cioè crescere di uno il
502 \textit{link count} della directory genitrice.
507 \subsection{Alcuni dettagli sul filesystem \textsl{ext2} e successori}
508 \label{sec:file_ext2}
511 Benché non esista ``il'' filesystem di Linux, dato che esiste un supporto
512 nativo di diversi filesystem che sono in uso da anni, quello che gli avvicina
513 di più è la famiglia di filesystem evolutasi a partire dal \textit{second
514 extended filesystem}, o \acr{ext2}. Il filesystem \acr{ext2} ha subito un
515 grande sviluppo e diverse evoluzioni, fra cui l'aggiunta del
516 \textit{journaling} con \acr{ext3}, probabilmente ancora il filesystem più
517 diffuso, ed una serie di ulteriori miglioramento con il successivo \acr{ext4},
518 che sta iniziando a sostituirlo gradualmente. In futuro è previsto che questo
519 debba essere sostituito da un filesystem completamente diverso, \acr{btrfs},
520 che dovrebbe diventare il filesystem standard di Linux, ma questo al momento è
521 ancora in fase di sviluppo.\footnote{si fa riferimento al momento dell'ultima
522 revisione di di questo paragrafo, l'inizio del 2012.}
524 Il filesystem \acr{ext2} nasce come filesystem nativo per Linux a partire
525 dalle prime versioni del kernel e supporta tutte le caratteristiche di un
526 filesystem standard Unix: è in grado di gestire nomi di file lunghi (256
527 caratteri, estensibili a 1012) e supporta una dimensione massima dei file fino
528 a 4~Tb. I successivi filesystem \acr{ext3} ed \acr{ext4} sono evoluzioni di
529 questo filesystem, e sia pure con molti miglioramenti ed estensioni
530 significative ne mantengono le caratteristiche fondamentali.
532 Oltre alle caratteristiche standard, \acr{ext2} fornisce alcune estensioni che
533 non sono presenti su un classico filesystem di tipo Unix; le principali sono
536 \item i \textit{file attributes} consentono di modificare il comportamento del
537 kernel quando agisce su gruppi di file. Possono essere impostati su file e
538 directory e in quest'ultimo caso i nuovi file creati nella directory
539 ereditano i suoi attributi.
540 \item sono supportate entrambe le semantiche di BSD e SVr4 come opzioni di
541 montaggio. La semantica BSD comporta che i file in una directory sono creati
542 con lo stesso identificatore di gruppo della directory che li contiene. La
543 semantica SVr4 comporta che i file vengono creati con l'identificatore del
544 gruppo primario del processo, eccetto il caso in cui la directory ha il bit
545 di \acr{sgid} impostato (per una descrizione dettagliata del significato di
546 questi termini si veda sez.~\ref{sec:file_access_control}), nel qual caso
547 file e subdirectory ereditano sia il \acr{gid} che lo \acr{sgid}.
548 \item l'amministratore può scegliere la dimensione dei blocchi del filesystem
549 in fase di creazione, a seconda delle sue esigenze: blocchi più grandi
550 permettono un accesso più veloce, ma sprecano più spazio disco.
551 \item il filesystem implementa link simbolici veloci, in cui il nome del file
552 non è salvato su un blocco, ma tenuto all'interno \itindex{inode}
553 dell'\textit{inode} (evitando letture multiple e spreco di spazio), non
554 tutti i nomi però possono essere gestiti così per limiti di spazio (il
555 limite è 60 caratteri).
556 \item vengono supportati i file immutabili (che possono solo essere letti) per
557 la protezione di file di configurazione sensibili, o file
558 \textit{append-only} che possono essere aperti in scrittura solo per
559 aggiungere dati (caratteristica utilizzabile per la protezione dei file di
563 La struttura di \acr{ext2} è stata ispirata a quella del filesystem di BSD: un
564 filesystem è composto da un insieme di blocchi, la struttura generale è quella
565 riportata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail}, in cui la partizione è divisa
566 in gruppi di blocchi.
568 Ciascun gruppo di blocchi contiene una copia delle informazioni essenziali del
569 filesystem (i \textit{superblock} sono quindi ridondati) per una maggiore
570 affidabilità e possibilità di recupero in caso di corruzione del
571 \textit{superblock} principale. L'utilizzo di raggruppamenti di blocchi ha
572 inoltre degli effetti positivi nelle prestazioni dato che viene ridotta la
573 distanza fra i dati e la tabella degli \itindex{inode} inode.
577 \includegraphics[width=9cm]{img/dir_struct}
578 \caption{Struttura delle directory nel \textit{second extended filesystem}.}
579 \label{fig:file_ext2_dirs}
582 Le directory sono implementate come una \itindex{linked~list} \textit{linked
583 list} con voci di dimensione variabile. Ciascuna voce della lista contiene
584 il numero di inode \itindex{inode}, la sua lunghezza, il nome del file e la sua
585 lunghezza, secondo lo schema in fig.~\ref{fig:file_ext2_dirs}; in questo modo
586 è possibile implementare nomi per i file anche molto lunghi (fino a 1024
587 caratteri) senza sprecare spazio disco.
589 Con l'introduzione del filesystem \textit{ext3} sono state introdotte diverse
590 modifiche strutturali, la principale di queste è quella che \textit{ext3} è un
591 filesystem \textit{journaled}, è cioè in grado di eseguire una registrazione
592 delle operazioni di scrittura su un giornale (uno speciale file interno) in
593 modo da poter garantire il ripristino della coerenza dei dati del
594 filesystem\footnote{si noti bene che si è parlato di dati \textsl{del}
595 filesystem, non di dati \textsl{nel} filesystem, quello di cui viene
596 garantito un veloce ripristino è relativo ai dati della struttura interna
597 del filesystem, non di eventuali dati contenuti nei file che potrebbero
598 essere stati persi.} in brevissimo tempo in caso di interruzione improvvisa
599 della corrente o di crollo del sistema che abbia causato una interruzione
600 della scrittura dei dati sul disco.
602 Oltre a questo \textit{ext3} introduce ulteriori modifiche volte a migliorare
603 sia le prestazioni che la semplicità di gestione del filesystem, in
604 particolare per le directory si è passato all'uso di alberi binari con
605 indicizzazione tramite hash al posto delle \textit{linked list} che abbiamo
606 illustrato, ottenendo un forte guadagno di prestazioni in caso di directory
607 contenenti un gran numero di file.
609 % TODO portare a ext3, ext4 e btrfs ed illustrare le problematiche che si
610 % possono incontrare (in particolare quelle relative alla perdita di contenuti
611 % in caso di crash del sistema)
614 \subsection{La gestione dell'uso dei filesystem}
615 \label{sec:sys_file_config}
617 Come accennato in sez.~\ref{sec:file_arch_overview} per poter accedere ai file
618 occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
619 memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
620 \textsl{montaggio}, per far questo in Linux si usa la funzione \funcd{mount},
621 il cui prototipo è:\footnote{la funzione è una versione specifica di Linux che
622 usa la omonima \textit{system call} e non è portabile.}
626 \fdecl{mount(const char *source, const char *target, const char
628 \phantom{mount(}unsigned long mountflags, const void *data)}
629 \fdesc{Monta un filesystem.}
632 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
633 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
635 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei
636 componenti del \itindex{pathname} \textit{pathname}, o si è cercato di
637 montare un filesystem disponibile in sola lettura senza aver specificato
638 \const{MS\_RDONLY} o il device \param{source} è su un filesystem montato
639 con l'opzione \const{MS\_NODEV}.
640 \item[\errcode{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
641 rimontato in sola lettura perché ci sono ancora file aperti in scrittura,
642 o non può essere montato su \param{target} perché la directory è ancora in
644 \item[\errcode{EINVAL}] il dispositivo \param{source} presenta un
645 \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
646 non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
647 \itindex{mount~point} \textit{mount point} o di spostarlo
648 quando \param{target} non è un \itindex{mount~point} \textit{mount point}
650 \item[\errcode{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
651 \item[\errcode{ENODEV}] il tipo \param{filesystemtype} non esiste o non è
652 configurato nel kernel.
653 \item[\errcode{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
654 \param{source} quando era richiesto.
655 \item[\errcode{ENXIO}] il \itindex{major~number} \textit{major number} del
656 dispositivo \param{source} è sbagliato.
657 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
659 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOMEM},
660 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR} nel loro
661 significato generico.}
664 La funzione monta sulla directory indicata \param{target}, detta
665 \itindex{mount~point} \textit{mount point}, il filesystem contenuto nel file
666 di dispositivo indicato \param{source}. In entrambi i casi, come daremo per
667 assunto da qui in avanti tutte le volte che si parla di directory o file nel
668 passaggio di un argomento di una funzione, si intende che questi devono essere
669 indicati con la stringa contenente il loro \itindex{pathname}
672 Normalmente un filesystem è contenuto su un disco o una partizione, ma come
673 illustrato in sez.~\ref{sec:file_vfs_work} la struttura del \textit{Virtual
674 File System} è estremamente flessibile e può essere usata anche per oggetti
675 diversi da un disco. Ad esempio usando il \textit{loop device} si può montare
676 un file qualunque (come l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene
677 l'immagine di un filesystem, inoltre alcuni tipi di filesystem, come
678 \texttt{proc} o \texttt{sysfs} sono virtuali e non hanno un supporto che ne
679 contenga i dati, che invece sono generati al volo ad ogni lettura, e passati
680 indietro al kernel ad ogni scrittura.\footnote{costituiscono quindi un
681 meccanismo di comunicazione, attraverso l'ordinaria interfaccia dei file,
684 Il tipo di filesystem che si vuole montare è specificato
685 dall'argomento \param{filesystemtype}, che deve essere una delle stringhe
686 riportate nel file \procfile{/proc/filesystems} che, come accennato in
687 sez.~\ref{sec:file_vfs_work}, contiene l'elenco dei filesystem supportati dal
688 kernel. Nel caso si sia indicato un filesystem virtuale, che non è associato a
689 nessun file di dispositivo, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
691 L'argomento \param{data} viene usato per passare le impostazioni relative alle
692 caratteristiche specifiche di ciascun filesystem. Si tratta di una stringa di
693 parole chiave (separate da virgole e senza spazi) che indicano le cosiddette
694 opzioni del filesystem che devono essere impostate, in sostanza viene usato il
695 contenuto del parametro dell'opzione \texttt{-o} del comando \texttt{mount}. I
696 valori utilizzabili dipendono dal tipo di filesystem e ciascuno ha i suoi,
697 pertanto si rimanda alla documentazione della pagina di manuale di questo
700 Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
701 disponibile nella directory specificata come \itindex{mount~point}
702 \textit{mount point}, il precedente contenuto di detta directory viene
703 mascherato dal contenuto della directory radice del filesystem montato.
705 Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
706 \itindex{mount~point} \textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia
707 montare in diversi \itindex{mount~point} \textit{mount point} lo stesso
708 filesystem, sia montare più filesystem sullo stesso \itindex{mount~point}
709 \textit{mount point}, nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
710 contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile.
712 Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
713 attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
714 disponibili in ogni filesystem), e vengono specificate come opzioni di
715 montaggio con l'argomento \param{mountflags}.
717 In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
718 significativi sono un \itindex{magic~number} \textit{magic
719 number}\footnote{che nel caso è \code{0xC0ED}, si può usare la costante
720 \const{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags} riservata
721 al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono usati per
722 specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e vanno
723 impostati con un OR aritmetico della costante \const{MS\_MGC\_VAL} con i
724 valori riportati in tab.~\ref{tab:sys_mount_flags}.
729 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
731 \textbf{Parametro} & \textbf{Significato}\\
734 \const{MS\_BIND} & Monta il filesystem altrove.\\
735 \const{MS\_DIRSYNC} & .\\
736 \const{MS\_MANDLOCK} & Consente il \textit{mandatory locking}
737 \itindex{mandatory~locking} (vedi
738 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).\\
739 \const{MS\_MOVE} & Sposta atomicamente il punto di montaggio.\\
740 \const{MS\_NOATIME} & Non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
741 sez.~\ref{sec:file_file_times}).\\
742 \const{MS\_NODEV} & Impedisce l'accesso ai file di dispositivo.\\
743 \const{MS\_NODIRATIME} & Non aggiorna gli \textit{access time} delle
745 \const{MS\_NOEXEC} & Impedisce di eseguire programmi.\\
746 \const{MS\_NOSUID} & Ignora i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
747 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}.\\
748 \const{MS\_RDONLY} & Monta in sola lettura.\\
749 \const{MS\_RELATIME} & .\\
750 \const{MS\_REMOUNT} & Rimonta il filesystem cambiando le opzioni.\\
751 \const{MS\_SILENT} & .\\
752 \const{MS\_STRICTATIME}& .\\
753 \const{MS\_SYNCHRONOUS}& Abilita la scrittura sincrona.\\
754 % \const{S\_WRITE} & Scrive normalmente.\\
755 % \const{S\_APPEND} & Consente la scrittura solo in
756 % \itindex{append~mode} \textit{append mode}
757 % (vedi sez.~\ref{sec:file_sharing}).\\
758 % \const{S\_IMMUTABLE} & Impedisce che si possano modificare i file.\\
761 \caption{Tabella dei codici dei flag di montaggio di un filesystem.}
762 \label{tab:sys_mount_flags}
765 % TODO aggiornare con i nuovi flag di man mount
766 % verificare i readonly mount bind del 2.6.26
768 La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
769 \textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
770 alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
771 lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
772 bit di \param{mountflags}, \const{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
773 deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
774 specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
777 Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
778 \textsl{smontarlo} usando la funzione \funcd{umount}, il cui prototipo è:
782 \fdecl{umount(const char *target)}
783 \fdesc{Smonta un filesystem.}
785 {La funzione ritorna $0$ in caso
786 di successo e $-1$ per un errore,
787 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
789 \item[\errcode{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
790 \item[\errcode{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
791 processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
792 \end{errlist}ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM},
793 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ELOOP} nel loro
794 significato generico.}
797 La funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è montato e
798 non il file o il dispositivo che è stato montato,\footnote{questo è vero a
799 partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate separate e la
800 funzione poteva essere usata anche specificando il file di dispositivo.} in
801 quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso dispositivo in più
802 punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato sullo stesso
803 \itindex{mount~point} \textit{mount point} viene smontato quello che è stato
806 Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
807 \textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
808 filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
809 processo o il \itindex{mount~point} \textit{mount point} di un altro
810 filesystem; in questo caso l'errore restituito è \errcode{EBUSY}.
812 Linux provvede inoltre una seconda funzione, \funcd{umount2}, che in alcuni
813 casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
814 risulti occupato; il suo prototipo è:
817 \fdecl{umount2(const char *target, int flags)}
818 \fdesc{Smonta un filesystem.}
820 {La funzione è identica a \func{umount} per valori di ritorno e codici di
824 Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
825 definito è il bit \const{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
826 Specificando \const{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
827 anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
828 seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
829 evitando l'errore di \errcode{EBUSY}. In tutti i casi prima dello smontaggio
830 viene eseguita una sincronizzazione dei dati.
832 % TODO documentare MNT_DETACH e MNT_EXPIRE ...
834 Altre due funzioni specifiche di Linux,\footnote{esse si trovano anche su BSD,
835 ma con una struttura diversa.} utili per ottenere in maniera diretta
836 informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
837 \funcd{statfs} e \funcd{fstatfs}, i cui prototipi sono:
841 \fdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
842 \fdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
843 \fdesc{Restituiscono informazioni relative ad un filesystem.}
845 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore,
846 nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
848 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
849 \end{errlist} ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EIO} per entrambe,
850 \errval{EBADF} per \func{fstatfs}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
851 \errval{ENOENT}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP} per \func{statfs} nel loro
852 significato generico.}
856 Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
857 riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
858 restituite all'indirizzo \param{buf} di una struttura \struct{statfs} definita
859 come in fig.~\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il
860 filesystem in esame sono impostati a zero. I valori del campo \var{f\_type}
861 sono definiti per i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti
862 del kernel da costanti del tipo \var{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \var{XXX} in
863 genere è il nome del filesystem stesso.
866 \footnotesize \centering
867 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
868 \includestruct{listati/statfs.h}
871 \caption{La struttura \structd{statfs}.}
872 \label{fig:sys_statfs}
876 Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
877 file \conffile{/etc/fstab} ed \conffile{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
878 usati in quasi tutti i sistemi unix-like per mantenere rispettivamente le
879 informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
880 montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
881 opportune strutture \struct{fstab} e \struct{mntent}, e, per
882 \conffile{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.
884 In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolare quelle
885 relative a \conffile{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
886 effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
887 semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
888 tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
889 \cite{glibc} per la documentazione completa.
891 % TODO scrivere relativamente alle varie funzioni (getfsent e getmntent &C)
892 % TODO documentare swapon e swapoff (man 2 ...)
898 \section{La gestione di file e directory}
901 Come già accennato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} in un sistema unix-like
902 la gestione dei file ha delle caratteristiche specifiche che derivano
903 direttamente dall'architettura del sistema. In questa sezione esamineremo le
904 funzioni usate per la manipolazione di file e directory, per la creazione di
905 link simbolici e diretti, per la gestione e la lettura delle directory.
907 In particolare ci soffermeremo sulle conseguenze che derivano
908 dall'architettura dei filesystem illustrata nel capitolo precedente per quanto
909 riguarda il comportamento e gli effetti delle varie funzioni.
912 \subsection{Le funzioni \func{link} e \func{unlink}}
913 \label{sec:file_link}
915 Una caratteristica comune a diversi sistemi operativi è quella di poter creare
916 dei nomi fittizi (come gli alias del vecchio MacOS o i collegamenti di Windows
917 o i nomi logici del VMS) che permettono di fare riferimento allo stesso file
918 chiamandolo con nomi diversi o accedendovi da directory diverse.
920 Questo è possibile anche in ambiente Unix, dove tali collegamenti sono
921 usualmente chiamati \textit{link}; ma data l'architettura del sistema riguardo
922 la gestione dei file ci sono due metodi sostanzialmente diversi per fare
925 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} l'accesso al contenuto di un
926 file su disco avviene passando attraverso il suo \itindex{inode}
927 \textit{inode}, che è la struttura usata dal kernel che lo identifica
928 univocamente all'interno di un singolo filesystem. Il nome del file che si
929 trova nella voce di una directory è solo un'etichetta, mantenuta all'interno
930 della directory, che viene associata ad un puntatore che fa riferimento al
931 suddetto \textit{inode}.
933 Questo significa che, fintanto che si resta sullo stesso filesystem, la
934 realizzazione di un link è immediata, ed uno stesso file può avere tanti nomi
935 diversi, dati da altrettante associazioni diverse allo stesso \itindex{inode}
936 \textit{inode} effettuate tramite ``etichette'' diverse in directory
937 diverse. Si noti anche che nessuno di questi nomi viene ad assumere una
938 particolare preferenza o originalità rispetto agli altri, in quanto tutti
939 fanno comunque riferimento allo stesso \itindex{inode} \textit{inode}.
941 Per aggiungere ad una directory una voce che faccia riferimento ad un
942 \itindex{inode} \textit{inode} già esistente si utilizza la funzione
943 \func{link}; si suole chiamare questo tipo di associazione un collegamento
944 diretto, o \textit{hard link}. Il prototipo della funzione è il seguente:
945 \begin{prototype}{unistd.h}
946 {int link(const char *oldpath, const char *newpath)}
947 Crea un nuovo collegamento diretto.
949 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
950 errore nel qual caso \var{errno} viene impostata ai valori:
952 \item[\errcode{EXDEV}] i file \param{oldpath} e \param{newpath} non fanno
953 riferimento ad un filesystem montato sullo stesso \itindex{mount~point}
954 \textit{mount point}.
955 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{oldpath} e
956 \param{newpath} non supporta i link diretti o è una directory.
957 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) di nome \param{newpath}
959 \item[\errcode{EMLINK}] ci sono troppi link al file \param{oldpath} (il
960 numero massimo è specificato dalla variabile \const{LINK\_MAX}, vedi
961 sez.~\ref{sec:sys_limits}).
963 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOTDIR},
964 \errval{EFAULT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
965 \errval{ENOSPC}, \errval{EIO}.}
968 La funzione crea sul \itindex{pathname} \textit{pathname} \param{newpath} un
969 collegamento diretto al file indicato da \param{oldpath}. Per quanto detto la
970 creazione di un nuovo collegamento diretto non copia il contenuto del file, ma
971 si limita a creare una voce nella directory specificata da \param{newpath} e
972 ad aumentare di uno il numero di riferimenti al file (riportato nel campo
973 \var{st\_nlink} della struttura \struct{stat}, vedi sez.~\ref{sec:file_stat})
974 aggiungendo il nuovo nome ai precedenti. Si noti che uno stesso file può
975 essere così chiamato con vari nomi in diverse directory.
977 Per quanto dicevamo in sez.~\ref{sec:file_filesystem} la creazione di un
978 collegamento diretto è possibile solo se entrambi i \itindex{pathname}
979 \textit{pathname} sono nello stesso filesystem; inoltre il filesystem deve
980 supportare i collegamenti diretti (il meccanismo non è disponibile ad esempio
981 con il filesystem \acr{vfat} di Windows). In realtà la funzione ha un
982 ulteriore requisito, e cioè che non solo che i due file siano sullo stesso
983 filesystem, ma anche che si faccia riferimento ad essi sullo stesso
984 \itindex{mount~point} \textit{mount point}.\footnote{si tenga presente infatti
985 (vedi sez.~\ref{sec:sys_file_config}) che a partire dal kernel 2.4 uno
986 stesso filesystem può essere montato più volte su directory diverse.}
988 La funzione inoltre opera sia sui file ordinari che sugli altri oggetti del
989 filesystem, con l'eccezione delle directory. In alcune versioni di Unix solo
990 l'amministratore è in grado di creare un collegamento diretto ad un'altra
991 directory: questo viene fatto perché con una tale operazione è possibile
992 creare dei \textit{loop} nel filesystem (vedi l'esempio mostrato in
993 sez.~\ref{sec:file_symlink}, dove riprenderemo il discorso) che molti programmi
994 non sono in grado di gestire e la cui rimozione diventerebbe estremamente
995 complicata (in genere per questo tipo di errori occorre far girare il
996 programma \cmd{fsck} per riparare il filesystem).
998 Data la pericolosità di questa operazione e la disponibilità dei link
999 simbolici che possono fornire la stessa funzionalità senza questi problemi,
1000 nel caso di Linux questa capacità è stata completamente disabilitata, e al
1001 tentativo di creare un link diretto ad una directory la funzione \func{link}
1002 restituisce l'errore \errcode{EPERM}.
1004 Un ulteriore comportamento peculiare di Linux è quello in cui si crea un
1005 \textit{hard link} ad un link simbolico. In questo caso lo standard POSIX
1006 prevederebbe che quest'ultimo venga risolto e che il collegamento sia
1007 effettuato rispetto al file cui esso punta, e che venga riportato un errore
1008 qualora questo non esista o non sia un file. Questo era anche il comportamento
1009 iniziale di Linux ma a partire dai kernel della serie 2.0.x\footnote{per la
1010 precisione il comportamento era quello previsto dallo standard POSIX fino al
1011 kernel di sviluppo 1.3.56, ed è stato temporaneamente ripristinato anche
1012 durante lo sviluppo della serie 2.1.x, per poi tornare al comportamento
1013 attuale fino ad oggi (per riferimento si veda
1014 \href{http://lwn.net/Articles/293902}
1015 {\texttt{http://lwn.net/Articles/293902}}).} è stato adottato un
1016 comportamento che non segue più lo standard per cui l'\textit{hard link} viene
1017 creato rispetto al link simbolico, e non al file cui questo punta.
1019 La ragione di questa differenza rispetto allo standard, presente anche in
1020 altri sistemi unix-like, sono dovute al fatto che un link simbolico può fare
1021 riferimento anche ad un file non esistente o a una directory, per i quali
1022 l'\textit{hard link} non può essere creato, per cui la scelta di seguire il
1023 link simbolico è stata ritenuta una scelta scorretta nella progettazione
1024 dell'interfaccia. Infatti se non ci fosse il comportamento adottato da Linux
1025 sarebbe impossibile creare un \textit{hard link} ad un link simbolico, perché
1026 la funzione lo risolverebbe e l'\textit{hard link} verrebbe creato verso la
1027 destinazione. Invece evitando di seguire lo standard l'operazione diventa
1028 possibile, ed anche il comportamento della funzione risulta molto più
1029 comprensibile. Tanto più che se proprio se si vuole creare un \textit{hard
1030 link} rispetto alla destinazione di un link simbolico è sempre possibile
1031 farlo direttamente.\footnote{ciò non toglie che questo comportamento fuori
1032 standard possa causare problemi, come nell'esempio descritto nell'articolo
1033 citato nella nota precedente, a programmi che non si aspettano questa
1034 differenza rispetto allo standard POSIX.}
1036 La rimozione di un file (o più precisamente della voce che lo referenzia
1037 all'interno di una directory) si effettua con la funzione \funcd{unlink}; il
1038 suo prototipo è il seguente:
1039 \begin{prototype}{unistd.h}{int unlink(const char *pathname)}
1043 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1044 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1045 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1047 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} si riferisce ad una directory.
1049 \item[\errcode{EROFS}] \param{pathname} è su un filesystem montato in sola
1051 \item[\errcode{EISDIR}] \param{pathname} fa riferimento a una directory.
1053 ed inoltre: \errval{EACCES}, \errval{EFAULT}, \errval{ENOENT},
1054 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP},
1058 \footnotetext{questo è un valore specifico ritornato da Linux che non consente
1059 l'uso di \func{unlink} con le directory (vedi sez.~\ref{sec:file_remove}).
1060 Non è conforme allo standard POSIX, che prescrive invece l'uso di
1061 \errcode{EPERM} in caso l'operazione non sia consentita o il processo non
1062 abbia privilegi sufficienti.}
1064 La funzione cancella il nome specificato da \param{pathname} nella relativa
1065 directory e decrementa il numero di riferimenti nel relativo \itindex{inode}
1066 \textit{inode}. Nel caso di link simbolico cancella il link simbolico; nel
1067 caso di socket, fifo o file di dispositivo \index{file!di~dispositivo} rimuove
1068 il nome, ma come per i file i processi che hanno aperto uno di questi oggetti
1069 possono continuare ad utilizzarlo.
1071 Per cancellare una voce in una directory è necessario avere il permesso di
1072 scrittura su di essa, dato che si va a rimuovere una voce dal suo contenuto, e
1073 il diritto di esecuzione sulla directory che la contiene (affronteremo in
1074 dettaglio l'argomento dei permessi di file e directory in
1075 sez.~\ref{sec:file_access_control}). Se inoltre lo \itindex{sticky~bit}
1076 \textit{sticky bit} (vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}) è impostato
1077 occorrerà anche essere proprietari del file o proprietari della directory (o
1078 root, per cui nessuna delle restrizioni è applicata).
1080 Una delle caratteristiche di queste funzioni è che la creazione/rimozione del
1081 nome dalla directory e l'incremento/decremento del numero di riferimenti
1082 \itindex{inode} nell'\textit{inode} devono essere effettuati in maniera
1083 atomica (si veda sez.~\ref{sec:proc_atom_oper}) senza possibili interruzioni
1084 fra le due operazioni. Per questo entrambe queste funzioni sono realizzate
1085 tramite una singola system call.
1087 Si ricordi infine che un file non viene eliminato dal disco fintanto che tutti
1088 i riferimenti ad esso sono stati cancellati: solo quando il \textit{link
1089 count} mantenuto \itindex{inode} nell'\textit{inode} diventa zero lo spazio
1090 occupato su disco viene rimosso (si ricordi comunque che a questo si aggiunge
1091 sempre un'ulteriore condizione,\footnote{come vedremo in
1092 cap.~\ref{cha:file_unix_interface} il kernel mantiene anche una tabella dei
1093 file aperti nei vari processi, che a sua volta contiene i riferimenti agli
1094 \itindex{inode} \textit{inode} ad essi relativi. Prima di procedere alla
1095 cancellazione dello spazio occupato su disco dal contenuto di un file il
1096 kernel controlla anche questa tabella, per verificare che anche in essa non
1097 ci sia più nessun riferimento all'\textit{inode} in questione.} e cioè che
1098 non ci siano processi che abbiano il suddetto file aperto).
1100 Questa proprietà viene spesso usata per essere sicuri di non lasciare file
1101 temporanei su disco in caso di crash dei programmi; la tecnica è quella di
1102 aprire il file e chiamare \func{unlink} subito dopo, in questo modo il
1103 contenuto del file è sempre disponibile all'interno del processo attraverso il
1104 suo file descriptor (vedi sez.~\ref{sec:file_fd}) fintanto che il processo non
1105 chiude il file, ma non ne resta traccia in nessuna directory, e lo spazio
1106 occupato su disco viene immediatamente rilasciato alla conclusione del
1107 processo (quando tutti i file vengono chiusi).
1110 \subsection{Le funzioni \func{remove} e \func{rename}}
1111 \label{sec:file_remove}
1113 Al contrario di quanto avviene con altri Unix, in Linux non è possibile usare
1114 \func{unlink} sulle directory; per cancellare una directory si può usare la
1115 funzione \func{rmdir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), oppure la
1116 funzione \funcd{remove}.
1118 Questa è la funzione prevista dallo standard ANSI C per cancellare un file o
1119 una directory (e funziona anche per i sistemi che non supportano i link
1120 diretti). Per i file è identica a \func{unlink} e per le directory è identica
1121 a \func{rmdir}; il suo prototipo è:
1122 \begin{prototype}{stdio.h}{int remove(const char *pathname)}
1123 Cancella un nome dal filesystem.
1125 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1126 errore, nel qual caso il file non viene toccato.
1128 I codici di errore riportati in \var{errno} sono quelli della chiamata
1129 utilizzata, pertanto si può fare riferimento a quanto illustrato nelle
1130 descrizioni di \func{unlink} e \func{rmdir}.}
1133 La funzione utilizza la funzione \func{unlink}\footnote{questo vale usando le
1134 \acr{glibc}; nelle libc4 e nelle libc5 la funzione \func{remove} è un
1135 semplice alias alla funzione \func{unlink} e quindi non può essere usata per
1136 le directory.} per cancellare i file e la funzione \func{rmdir} per
1137 cancellare le directory; si tenga presente che per alcune implementazioni del
1138 protocollo NFS utilizzare questa funzione può comportare la scomparsa di file
1141 Per cambiare nome ad un file o a una directory (che devono comunque essere
1142 nello stesso filesystem) si usa invece la funzione \funcd{rename},\footnote{la
1143 funzione è definita dallo standard ANSI C, ma si applica solo per i file, lo
1144 standard POSIX estende la funzione anche alle directory.} il cui prototipo
1146 \begin{prototype}{stdio.h}
1147 {int rename(const char *oldpath, const char *newpath)}
1151 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1152 errore, nel qual caso il file non viene toccato. La variabile
1153 \var{errno} viene impostata secondo i seguenti codici di errore:
1155 \item[\errcode{EISDIR}] \param{newpath} è una directory mentre
1156 \param{oldpath} non è una directory.
1157 \item[\errcode{EXDEV}] \param{oldpath} e \param{newpath} non sono sullo
1159 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] \param{newpath} è una directory già esistente e
1161 \item[\errcode{EBUSY}] o \param{oldpath} o \param{newpath} sono in uso da
1162 parte di qualche processo (come directory di lavoro o come radice) o del
1163 sistema (come \itindex{mount~point} \textit{mount point}).
1164 \item[\errcode{EINVAL}] \param{newpath} contiene un prefisso di
1165 \param{oldpath} o più in generale si è cercato di creare una directory come
1166 sotto-directory di se stessa.
1167 \item[\errcode{ENOTDIR}] uno dei componenti dei \itindex{pathname}
1168 \textit{pathname} non è una directory o \param{oldpath} è una directory e
1169 \param{newpath} esiste e non è una directory.
1171 ed inoltre \errval{EACCES}, \errval{EPERM}, \errval{EMLINK},
1172 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{EROFS}, \errval{ELOOP} e
1176 La funzione rinomina il file \param{oldpath} in \param{newpath}, eseguendo se
1177 necessario lo spostamento di un file fra directory diverse. Eventuali altri
1178 link diretti allo stesso file non vengono influenzati.
1180 Il comportamento della funzione è diverso a seconda che si voglia rinominare
1181 un file o una directory; se ci riferisce ad un file allora \param{newpath}, se
1182 esiste, non deve essere una directory (altrimenti si ha l'errore
1183 \errcode{EISDIR}). Nel caso \param{newpath} indichi un file esistente questo
1184 viene cancellato e rimpiazzato (atomicamente).
1186 Se \param{oldpath} è una directory allora \param{newpath}, se esiste, deve
1187 essere una directory vuota, altrimenti si avranno gli errori \errcode{ENOTDIR}
1188 (se non è una directory) o \errcode{ENOTEMPTY} (se non è vuota). Chiaramente
1189 \param{newpath} non può contenere \param{oldpath} altrimenti si avrà un errore
1192 Se \param{oldpath} si riferisce ad un link simbolico questo sarà rinominato; se
1193 \param{newpath} è un link simbolico verrà cancellato come qualunque altro
1194 file. Infine qualora \param{oldpath} e \param{newpath} siano due nomi dello
1195 stesso file lo standard POSIX prevede che la funzione non dia errore, e non
1196 faccia nulla, lasciando entrambi i nomi; Linux segue questo standard, anche
1197 se, come fatto notare dal manuale delle \textit{glibc}, il comportamento più
1198 ragionevole sarebbe quello di cancellare \param{oldpath}.
1200 Il vantaggio nell'uso di questa funzione al posto della chiamata successiva di
1201 \func{link} e \func{unlink} è che l'operazione è eseguita atomicamente, non
1202 può esistere cioè nessun istante in cui un altro processo può trovare attivi
1203 entrambi i nomi dello stesso file, o, in caso di sostituzione di un file
1204 esistente, non trovare quest'ultimo prima che la sostituzione sia stata
1207 In ogni caso se \param{newpath} esiste e l'operazione fallisce per un qualche
1208 motivo (come un crash del kernel), \func{rename} garantisce di lasciare
1209 presente un'istanza di \param{newpath}. Tuttavia nella sovrascrittura potrà
1210 esistere una finestra in cui sia \param{oldpath} che \param{newpath} fanno
1211 riferimento allo stesso file.
1214 \subsection{I link simbolici}
1215 \label{sec:file_symlink}
1217 Come abbiamo visto in sez.~\ref{sec:file_link} la funzione \func{link} crea
1218 riferimenti agli \itindex{inode} \textit{inode}, pertanto può funzionare
1219 soltanto per file che risiedono sullo stesso filesystem e solo per un
1220 filesystem di tipo Unix. Inoltre abbiamo visto che in Linux non è consentito
1221 eseguire un link diretto ad una directory.
1223 Per ovviare a queste limitazioni i sistemi Unix supportano un'altra forma di
1224 link (i cosiddetti \textit{soft link} o \textit{symbolic link}), che sono,
1225 come avviene in altri sistemi operativi, dei file speciali che contengono
1226 semplicemente il riferimento ad un altro file (o directory). In questo modo è
1227 possibile effettuare link anche attraverso filesystem diversi, a file posti in
1228 filesystem che non supportano i link diretti, a delle directory, ed anche a
1229 file che non esistono ancora.
1231 Il sistema funziona in quanto i link simbolici sono riconosciuti come tali dal
1232 kernel\footnote{è uno dei diversi tipi di file visti in
1233 tab.~\ref{tab:file_file_types}, contrassegnato come tale
1234 nell'\textit{inode}, e riconoscibile dal valore del campo \var{st\_mode}
1235 della struttura \struct{stat} (vedi sez.~\ref{sec:file_stat}).} per cui
1236 alcune funzioni di libreria (come \func{open} o \func{stat}) quando ricevono
1237 come argomento un link simbolico vengono automaticamente applicate al file da
1238 esso specificato. La funzione che permette di creare un nuovo link simbolico
1239 è \funcd{symlink}, ed il suo prototipo è:
1240 \begin{prototype}{unistd.h}
1241 {int symlink(const char *oldpath, const char *newpath)}
1242 Crea un nuovo link simbolico di nome \param{newpath} il cui contenuto è
1245 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1246 errore, nel qual caso la variabile \var{errno} assumerà i valori:
1248 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem che contiene \param{newpath} non
1249 supporta i link simbolici.
1250 \item[\errcode{ENOENT}] una componente di \param{newpath} non esiste o
1251 \param{oldpath} è una stringa vuota.
1252 \item[\errcode{EEXIST}] esiste già un file \param{newpath}.
1253 \item[\errcode{EROFS}] \param{newpath} è su un filesystem montato in sola
1256 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1257 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{ENOSPC} e
1261 Si tenga presente che la funzione non effettua nessun controllo sull'esistenza
1262 di un file di nome \param{oldpath}, ma si limita ad inserire quella stringa
1263 nel link simbolico. Pertanto un link simbolico può anche riferirsi ad un file
1264 che non esiste: in questo caso si ha quello che viene chiamato un
1265 \textit{dangling link}, letteralmente un \textsl{link ciondolante}.
1267 Come accennato i link simbolici sono risolti automaticamente dal kernel
1268 all'invocazione delle varie system call; in tab.~\ref{tab:file_symb_effect} si
1269 è riportato un elenco dei comportamenti delle varie funzioni di libreria che
1270 operano sui file nei confronti della risoluzione dei link simbolici,
1271 specificando quali seguono il link simbolico e quali invece possono operare
1272 direttamente sul suo contenuto.
1276 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|}
1278 \textbf{Funzione} & \textbf{Segue il link} & \textbf{Non segue il link} \\
1281 \func{access} & $\bullet$ & -- \\
1282 \func{chdir} & $\bullet$ & -- \\
1283 \func{chmod} & $\bullet$ & -- \\
1284 \func{chown} & -- & $\bullet$ \\
1285 \func{creat} & $\bullet$ & -- \\
1286 \func{exec} & $\bullet$ & -- \\
1287 \func{lchown} & $\bullet$ & -- \\
1288 \func{link}\footnotemark & -- & $\bullet$ \\
1289 \func{lstat} & -- & $\bullet$ \\
1290 \func{mkdir} & $\bullet$ & -- \\
1291 \func{mkfifo} & $\bullet$ & -- \\
1292 \func{mknod} & $\bullet$ & -- \\
1293 \func{open} & $\bullet$ & -- \\
1294 \func{opendir} & $\bullet$ & -- \\
1295 \func{pathconf} & $\bullet$ & -- \\
1296 \func{readlink} & -- & $\bullet$ \\
1297 \func{remove} & -- & $\bullet$ \\
1298 \func{rename} & -- & $\bullet$ \\
1299 \func{stat} & $\bullet$ & -- \\
1300 \func{truncate} & $\bullet$ & -- \\
1301 \func{unlink} & -- & $\bullet$ \\
1304 \caption{Uso dei link simbolici da parte di alcune funzioni.}
1305 \label{tab:file_symb_effect}
1308 \footnotetext{a partire dalla serie 2.0, e contrariamente a quanto indicato
1309 dallo standard POSIX, si veda quanto detto in sez.~\ref{sec:file_link}.}
1311 Si noti che non si è specificato il comportamento delle funzioni che operano
1312 con i file descriptor, in quanto la risoluzione del link simbolico viene in
1313 genere effettuata dalla funzione che restituisce il file descriptor
1314 (normalmente la \func{open}, vedi sez.~\ref{sec:file_open}) e tutte le
1315 operazioni seguenti fanno riferimento solo a quest'ultimo.
1317 Dato che, come indicato in tab.~\ref{tab:file_symb_effect}, funzioni come la
1318 \func{open} seguono i link simbolici, occorrono funzioni apposite per accedere
1319 alle informazioni del link invece che a quelle del file a cui esso fa
1320 riferimento. Quando si vuole leggere il contenuto di un link simbolico si usa
1321 la funzione \funcd{readlink}, il cui prototipo è:
1322 \begin{prototype}{unistd.h}
1323 {int readlink(const char *path, char *buff, size\_t size)}
1324 Legge il contenuto del link simbolico indicato da \param{path} nel buffer
1325 \param{buff} di dimensione \param{size}.
1327 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di caratteri letti dentro
1328 \param{buff} o -1 per un errore, nel qual caso la variabile
1329 \var{errno} assumerà i valori:
1331 \item[\errcode{EINVAL}] \param{path} non è un link simbolico o \param{size}
1334 ed inoltre \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1335 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT} e
1339 La funzione apre il link simbolico, ne legge il contenuto, lo scrive nel
1340 buffer, e lo richiude. Si tenga presente che la funzione non termina la
1341 stringa con un carattere nullo e la tronca alla dimensione specificata da
1342 \param{size} per evitare di sovrascrivere oltre le dimensioni del buffer.
1346 \includegraphics[width=8.5cm]{img/link_loop}
1347 \caption{Esempio di loop nel filesystem creato con un link simbolico.}
1348 \label{fig:file_link_loop}
1351 Un caso comune che si può avere con i link simbolici è la creazione dei
1352 cosiddetti \textit{loop}. La situazione è illustrata in
1353 fig.~\ref{fig:file_link_loop}, che riporta la struttura della directory
1354 \file{/boot}. Come si vede si è creato al suo interno un link simbolico che
1355 punta di nuovo a \file{/boot}.\footnote{il loop mostrato in
1356 fig.~\ref{fig:file_link_loop} è un usato per poter permettere a \cmd{grub}
1357 (un bootloader in grado di leggere direttamente da vari filesystem il file
1358 da lanciare come sistema operativo) di vedere i file contenuti nella
1359 directory \file{/boot} con lo stesso \textit{pathname} con cui verrebbero
1360 visti dal sistema operativo, anche se essi si trovano, come accade spesso,
1361 su una partizione separata (che \cmd{grub}, all'avvio, vede come radice).}
1363 Questo può causare problemi per tutti quei programmi che effettuano la
1364 scansione di una directory senza tener conto dei link simbolici, ad esempio se
1365 lanciassimo un comando del tipo \code{grep -r linux *}, il loop nella
1366 directory porterebbe il comando ad esaminare \file{/boot}, \file{/boot/boot},
1367 \file{/boot/boot/boot} e così via.
1369 Per questo motivo il kernel e le librerie prevedono che nella risoluzione di
1370 un \itindex{pathname} \textit{pathname} possano essere seguiti un numero
1371 limitato di link simbolici, il cui valore limite è specificato dalla costante
1372 \const{MAXSYMLINKS}. Qualora questo limite venga superato viene generato un
1373 errore ed \var{errno} viene impostata al valore \errcode{ELOOP}.
1375 Un punto da tenere sempre presente è che, come abbiamo accennato, un link
1376 simbolico può fare riferimento anche ad un file che non esiste; ad esempio
1377 possiamo creare un file temporaneo nella nostra directory con un link del
1380 $ ln -s /tmp/tmp_file temporaneo
1382 anche se \file{/tmp/tmp\_file} non esiste. Questo può generare confusione, in
1383 quanto aprendo in scrittura \file{temporaneo} verrà creato
1384 \file{/tmp/tmp\_file} e scritto; ma accedendo in sola lettura a
1385 \file{temporaneo}, ad esempio con \cmd{cat}, otterremmo:
1388 cat: temporaneo: No such file or directory
1390 con un errore che può sembrare sbagliato, dato che un'ispezione con \cmd{ls}
1391 ci mostrerebbe invece l'esistenza di \file{temporaneo}.
1394 \subsection{La creazione e la cancellazione delle directory}
1395 \label{sec:file_dir_creat_rem}
1397 Benché in sostanza le directory non siano altro che dei file contenenti
1398 elenchi di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, non è possibile trattarle
1399 come file ordinari e devono essere create direttamente dal kernel attraverso
1400 una opportuna system call.\footnote{questo è quello che permette anche,
1401 attraverso l'uso del VFS, l'utilizzo di diversi formati per la gestione dei
1402 suddetti elenchi, dalle semplici liste a strutture complesse come alberi
1403 binari, hash, ecc. che consentono una ricerca veloce quando il numero di
1404 file è molto grande.} La funzione usata per creare una directory è
1405 \funcd{mkdir}, ed il suo prototipo è:
1407 \headdecl{sys/stat.h}
1408 \headdecl{sys/types.h}
1409 \funcdecl{int mkdir(const char *dirname, mode\_t mode)}
1411 Crea una nuova directory.
1413 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1414 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1416 \item[\errcode{EEXIST}] un file (o una directory) con quel nome esiste di
1418 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory in
1419 cui si vuole inserire la nuova directory.
1420 \item[\errcode{EMLINK}] la directory in cui si vuole creare la nuova
1421 directory contiene troppi file; sotto Linux questo normalmente non avviene
1422 perché il filesystem standard consente la creazione di un numero di file
1423 maggiore di quelli che possono essere contenuti nel disco, ma potendo
1424 avere a che fare anche con filesystem di altri sistemi questo errore può
1426 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è abbastanza spazio sul file system per creare
1427 la nuova directory o si è esaurita la quota disco dell'utente.
1429 ed inoltre anche \errval{EPERM}, \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG},
1430 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1434 La funzione crea una nuova directory vuota, che contiene cioè solo le due voci
1435 standard presenti in ogni directory (cioè ``\file{.}'' e ``\file{..}''), con
1436 il nome indicato dall'argomento \param{dirname}. Il nome può essere indicato
1437 sia come \itindex{pathname} \textit{pathname} assoluto che come
1438 \itindex{pathname} \textit{pathname} relativo.
1440 I permessi di accesso (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control}) con cui la
1441 directory viene creata sono specificati dall'argomento \param{mode}, i cui
1442 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_permission_const}; si
1443 tenga presente che questi sono modificati dalla maschera di creazione dei file
1444 (si veda sez.~\ref{sec:file_perm_management}). La titolarità della nuova
1445 directory è impostata secondo quanto riportato in
1446 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}.
1448 La funzione che permette la cancellazione di una directory è invece
1449 \funcd{rmdir}, ed il suo prototipo è:
1450 \begin{prototype}{sys/stat.h}{int rmdir(const char *dirname)}
1451 Cancella una directory.
1453 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1454 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1456 \item[\errcode{EPERM}] il filesystem non supporta la cancellazione di
1457 directory, oppure la directory che contiene \param{dirname} ha lo
1458 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato e l'\acr{uid} effettivo
1459 del processo non corrisponde al proprietario della directory.
1460 \item[\errcode{EACCES}] non c'è il permesso di scrittura per la directory
1461 che contiene la directory che si vuole cancellare, o non c'è il permesso
1462 di attraversare (esecuzione) una delle directory specificate in
1464 \item[\errcode{EBUSY}] la directory specificata è la directory di lavoro o la
1465 radice di qualche processo.
1466 \item[\errcode{ENOTEMPTY}] la directory non è vuota.
1468 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
1469 \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP}, \errval{EROFS}.}
1472 La funzione cancella la directory \param{dirname}, che deve essere vuota (la
1473 directory deve cioè contenere soltanto le due voci standard ``\file{.}'' e
1474 ``\file{..}''). Il nome può essere indicato con il \itindex{pathname}
1475 \textit{pathname} assoluto o relativo.
1477 La modalità con cui avviene la cancellazione è analoga a quella di
1478 \func{unlink}: fintanto che il numero di link \itindex{inode}
1479 all'\textit{inode} della directory non diventa nullo e nessun processo ha la
1480 directory aperta lo spazio occupato su disco non viene rilasciato. Se un
1481 processo ha la directory aperta la funzione rimuove il link \itindex{inode}
1482 all'\textit{inode} e nel caso sia l'ultimo, pure le voci standard ``\file{.}''
1483 e ``\file{..}'', a questo punto il kernel non consentirà di creare più nuovi
1484 file nella directory.
1487 \subsection{La creazione di file speciali}
1488 \label{sec:file_mknod}
1490 \index{file!di~dispositivo|(}
1492 Finora abbiamo parlato esclusivamente di file, directory e link simbolici; in
1493 sez.~\ref{sec:file_file_types} abbiamo visto però che il sistema prevede pure
1494 degli altri tipi di file speciali, come i file di dispositivo, le fifo ed i
1495 socket (questi ultimi sono un caso a parte, essendo associati anche alla
1496 comunicazione via rete, per cui ci saranno trattati in dettaglio a partire da
1497 cap.~\ref{cha:socket_intro}).
1499 La manipolazione delle caratteristiche di questi diversi tipi di file e la
1500 loro cancellazione può essere effettuata con le stesse funzioni che operano
1501 sui file regolari; ma quando li si devono creare sono necessarie delle
1502 funzioni apposite. La prima di queste funzioni è \funcd{mknod}, il cui
1505 \headdecl{sys/types.h}
1506 \headdecl{sys/stat.h}
1509 \funcdecl{int mknod(const char *pathname, mode\_t mode, dev\_t dev)}
1511 Crea un \textit{inode} del tipo specificato sul filesystem.
1513 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1514 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1516 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno privilegi sufficienti a creare
1517 l'\texttt{inode}, o il filesystem su cui si è cercato di
1518 creare \param{pathname} non supporta l'operazione.
1519 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non indica un file, una
1520 fifo, un socket o un dispositivo.
1521 \item[\errcode{EEXIST}] \param{pathname} esiste già o è un link simbolico.
1523 ed inoltre anche \errval{EFAULT}, \errval{EACCES}, \errval{ENAMETOOLONG},
1524 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP},
1525 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS}.}
1528 La funzione, come suggerisce il nome, permette di creare un ``\textsl{nodo}''
1529 sul filesystem, e viene in genere utilizzata per creare i file di dispositivo,
1530 ma si può usare anche per creare file regolari. L'argomento
1531 \param{mode} specifica sia il tipo di file che si vuole creare che i relativi
1532 permessi, secondo i valori riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}, che
1533 vanno combinati con un OR binario. I permessi sono comunque modificati nella
1534 maniera usuale dal valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si veda
1535 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).
1537 Per il tipo di file può essere specificato solo uno fra i seguenti valori:
1538 \const{S\_IFREG} per un file regolare (che sarà creato vuoto),
1539 \const{S\_IFBLK} per un dispositivo a blocchi, \const{S\_IFCHR} per un
1540 dispositivo a caratteri, \const{S\_IFSOCK} per un socket e \const{S\_IFIFO}
1541 per una fifo;\footnote{con Linux la funzione non può essere usata per creare
1542 directory o link simbolici, si dovranno usare le funzioni \func{mkdir} e
1543 \func{symlink} a questo dedicate.} un valore diverso comporterà l'errore
1546 Qualora si sia specificato in \param{mode} un file di dispositivo (vale a dire
1547 o \const{S\_IFBLK} o \const{S\_IFCHR}), il valore di \param{dev} dovrà essere
1548 usato per indicare a quale dispositivo si fa riferimento, altrimenti il suo
1549 valore verrà ignorato. Solo l'amministratore può creare un file di
1550 dispositivo usando questa funzione (il processo deve avere la
1551 \itindex{capabilities} \textit{capability} \const{CAP\_MKNOD}), ma in
1552 Linux\footnote{questo è un comportamento specifico di Linux, la funzione non è
1553 prevista dallo standard POSIX.1 originale, mentre è presente in SVr4 e
1554 4.4BSD, ma esistono differenze nei comportamenti e nei codici di errore,
1555 tanto che questa è stata introdotta in POSIX.1-2001 con una nota che la
1556 definisce portabile solo quando viene usata per creare delle fifo, ma
1557 comunque deprecata essendo utilizzabile a tale scopo la specifica
1558 \func{mkfifo}.} l'uso per la creazione di un file ordinario, di una fifo o
1559 di un socket è consentito anche agli utenti normali.
1561 I nuovi \itindex{inode} \textit{inode} creati con \func{mknod} apparterranno
1562 al proprietario e al gruppo del processo che li ha creati, a meno che non si
1563 sia attivato il bit \acr{sgid} per la directory o sia stata attivata la
1564 semantica BSD per il filesystem (si veda
1565 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}) in cui si va a creare
1566 \itindex{inode} l'\textit{inode}.
1568 Nella creazione di un file di dispositivo occorre poi specificare
1569 correttamente il valore di \param{dev}; questo infatti è di tipo
1570 \type{dev\_t}, che è un tipo primitivo (vedi
1571 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) riservato per indicare un
1572 \textsl{numero} di dispositivo; il kernel infatti identifica ciascun
1573 dispositivo con un valore numerico. Originariamente questo era un intero a 16
1574 bit diviso in due parti di 8 bit chiamate rispettivamente
1575 \itindex{major~number} \textit{major number} e \itindex{minor~number}
1576 \textit{minor number}, che sono poi i due numeri mostrati dal comando
1577 \texttt{ls -l} al posto della dimensione quando lo si esegue su un file di
1580 Il \itindex{major~number} \textit{major number} identifica una classe di
1581 dispositivi (ad esempio la seriale, o i dischi IDE) e serve in sostanza per
1582 indicare al kernel quale è il modulo che gestisce quella classe di
1583 dispositivi; per identificare uno specifico dispositivo di quella classe (ad
1584 esempio una singola porta seriale, o una partizione di un disco) si usa invece
1585 il \itindex{minor~number} \textit{minor number}. L'elenco aggiornato di questi
1586 numeri con le relative corrispondenze ai vari dispositivi può essere trovato
1587 nel file \texttt{Documentation/devices.txt} allegato alla documentazione dei
1588 sorgenti del kernel.
1590 Data la crescita nel numero di dispositivi supportati, ben presto il limite
1591 massimo di 256 si è rivelato troppo basso, e nel passaggio dai kernel della
1592 serie 2.4 alla serie 2.6 è stata aumentata a 32 bit la dimensione del tipo
1593 \type{dev\_t}, con delle dimensioni passate a 12 bit per il
1594 \itindex{major~number} \textit{major number} e 20 bit per il
1595 \itindex{minor~number} \textit{minor number}. La transizione però ha anche
1596 comportato il passaggio di \type{dev\_t} a \index{tipo!opaco} tipo opaco, e la
1597 necessità di specificare il numero tramite delle opportune macro, così da non
1598 avere problemi di compatibilità con eventuali ulteriori estensioni.
1600 Le macro sono definite nel file \file{sys/sysmacros.h}, che viene
1601 automaticamente incluso quando si include \file{sys/types.h}; si possono
1602 pertanto ottenere i valori del \itindex{major~number} \textit{major number} e
1603 \itindex{minor~number} \textit{minor number} di un dispositivo rispettivamente
1604 con le macro \macro{major} e \macro{minor}:
1606 \headdecl{sys/types.h}
1607 \funcdecl{int \macro{major}(dev\_t dev)}
1608 Restituisce il \itindex{major~number} \textit{major number} del dispositivo
1611 \funcdecl{int \macro{minor}(dev\_t dev)}
1612 Restituisce il \itindex{minor~number} \textit{minor number} del dispositivo
1615 \noindent mentre una volta che siano noti \itindex{major~number} \textit{major
1616 number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number} si potrà costruire il
1617 relativo identificativo con la macro \macro{makedev}:
1619 \headdecl{sys/types.h}
1620 \funcdecl{dev\_t \macro{minor}(int major, int minor)}
1622 Restituisce l'identificativo di un dispositivo dati \itindex{major~number}
1623 \textit{major number} e \itindex{minor~number} \textit{minor number}.
1626 \index{file!di~dispositivo|)}
1628 Infine con lo standard POSIX.1-2001 è stata introdotta una funzione specifica
1629 per creare una fifo (tratteremo le fifo in in sez.~\ref{sec:ipc_named_pipe});
1630 la funzione è \funcd{mkfifo} ed il suo prototipo è:
1632 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/stat.h}
1634 \funcdecl{int mkfifo(const char *pathname, mode\_t mode)}
1638 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1639 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EACCES},
1640 \errval{EEXIST}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOSPC},
1641 \errval{ENOTDIR} e \errval{EROFS}.}
1644 La funzione crea la fifo \param{pathname} con i permessi \param{mode}. Come
1645 per \func{mknod} il file \param{pathname} non deve esistere (neanche come link
1646 simbolico); al solito i permessi specificati da \param{mode} vengono
1647 modificati dal valore di \itindex{umask} \textit{umask}.
1651 \subsection{Accesso alle directory}
1652 \label{sec:file_dir_read}
1654 Benché le directory alla fine non siano altro che dei file che contengono
1655 delle liste di nomi ed \itindex{inode} \textit{inode}, per il ruolo che
1656 rivestono nella struttura del sistema, non possono essere trattate come dei
1657 normali file di dati. Ad esempio, onde evitare inconsistenze all'interno del
1658 filesystem, solo il kernel può scrivere il contenuto di una directory, e non
1659 può essere un processo a inserirvi direttamente delle voci con le usuali
1660 funzioni di scrittura.
1662 Ma se la scrittura e l'aggiornamento dei dati delle directory è compito del
1663 kernel, sono molte le situazioni in cui i processi necessitano di poterne
1664 leggere il contenuto. Benché questo possa essere fatto direttamente (vedremo
1665 in sez.~\ref{sec:file_open} che è possibile aprire una directory come se fosse
1666 un file, anche se solo in sola lettura) in generale il formato con cui esse
1667 sono scritte può dipendere dal tipo di filesystem, tanto che, come riportato
1668 in tab.~\ref{tab:file_file_operations}, il VFS del kernel prevede una apposita
1669 funzione per la lettura delle directory.
1671 Tutto questo si riflette nello standard POSIX\footnote{le funzioni erano
1672 presenti in SVr4 e 4.3BSD, la loro specifica è riportata in POSIX.1-2001.}
1673 che ha introdotto una apposita interfaccia per la lettura delle directory,
1674 basata sui cosiddetti \textit{directory stream} (chiamati così per l'analogia
1675 con i file stream dell'interfaccia standard ANSI C di
1676 cap.~\ref{cha:files_std_interface}). La prima funzione di questa interfaccia è
1677 \funcd{opendir}, il cui prototipo è:
1679 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1681 \funcdecl{DIR * opendir(const char *dirname)}
1683 Apre un \textit{directory stream}.
1685 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1686 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1687 assumerà i valori \errval{EACCES}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
1688 \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM} e \errval{ENOTDIR}.}
1691 La funzione apre un \textit{directory stream} per la directory
1692 \param{dirname}, ritornando il puntatore ad un oggetto di tipo \type{DIR} (che
1693 è il \index{tipo!opaco} tipo opaco usato dalle librerie per gestire i
1694 \textit{directory stream}) da usare per tutte le operazioni successive, la
1695 funzione inoltre posiziona lo stream sulla prima voce contenuta nella
1698 Si tenga presente che comunque la funzione opera associando il
1699 \textit{directory stream} ad un opportuno file descriptor sottostante, sul
1700 quale vengono compiute le operazioni. Questo viene sempre aperto impostando il
1701 flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, così da evitare che
1702 resti aperto in caso di esecuzione di un altro programma.
1704 Nel caso in cui sia necessario conoscere il \textit{file descriptor} associato
1705 ad un \textit{directory stream} si può usare la funzione
1706 \funcd{dirfd},\footnote{questa funzione è una estensione introdotta con BSD
1707 4.3-Reno ed è presente in Linux con le libc5 (a partire dalla versione
1708 5.1.2) e con le \acr{glibc} ma non presente in POSIX fino alla revisione
1709 POSIX.1-2008, per questo per poterla utilizzare fino alla versione 2.10
1710 delle \acr{glibc} era necessario definire le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1711 \macro{\_SVID\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1712 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o
1713 \texttt{\macro{\_XOPEN\_SOURCE} >= 700}.} il cui prototipo è:
1715 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1717 \funcdecl{int dirfd(DIR * dir)}
1719 Restituisce il file descriptor associato ad un \textit{directory stream}.
1721 \bodydesc{La funzione restituisce il file descriptor (un valore positivo) in
1722 caso di successo e -1 in caso di errore.}
1725 La funzione restituisce il file descriptor associato al \textit{directory
1726 stream} \param{dir}. Di solito si utilizza questa funzione in abbinamento a
1727 funzioni che operano sui file descriptor, ad esempio si potrà usare
1728 \func{fstat} per ottenere le proprietà della directory, o \func{fchdir} per
1729 spostare su di essa la directory di lavoro (vedi
1730 sez.~\ref{sec:file_work_dir}).
1732 Viceversa se si è aperto un file descriptor corrispondente ad una directory è
1733 possibile associarvi un \textit{directory stream} con la funzione
1734 \funcd{fdopendir},\footnote{questa funzione è però disponibile solo a partire
1735 dalla versione 2.4 delle \acr{glibc}, ed è stata introdotta nello standard
1736 POSIX solo a partire dalla revisione POSIX.1-2008, prima della versione 2.10
1737 delle \acr{glibc} per poterla utilizzare era necessario definire la macro
1738 \macro{\_GNU\_SOURCE}, dalla versione 2.10 si possono usare anche
1739 \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 200809L} o \texttt{\_XOPEN\_SOURCE >=
1740 700} .} il cui prototipo è:
1742 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1744 \funcdecl{DIR * fdopendir(int fd)}
1746 Associa un \textit{directory stream} al file descriptor \param{fd}.
1748 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore al \textit{directory stream}
1749 in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso \var{errno}
1750 assumerà il valore \errval{EBADF}.}
1753 La funzione è identica a \func{opendir}, ma ritorna un \textit{directory
1754 stream} facendo riferimento ad un file descriptor \param{fd} che deve essere
1755 stato aperto in precedenza; la funzione darà un errore qualora questo non
1756 corrisponda ad una directory. L'uso di questa funzione permette di rispondere
1757 agli stessi requisiti delle funzioni ``\textit{at}'' che vedremo in
1758 sez.~\ref{sec:file_openat}.
1760 Una volta utilizzata il file descriptor verrà usato internamente dalle
1761 funzioni che operano sul \textit{directory stream} e non dovrà essere più
1762 utilizzato all'interno del proprio programma; in particolare dovrà essere
1763 chiuso con \func{closedir} e non direttamente. Si tenga presente inoltre che
1764 \func{fdopendir} non modifica lo stato di un eventuale flag di
1765 \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}, che pertanto dovrà essere
1766 impostato esplicitamente in fase di apertura del file descriptor.
1768 Una volta che si sia aperto un \textit{directory stream} la lettura del
1769 contenuto della directory viene effettuata attraverso la funzione
1770 \funcd{readdir}; il suo prototipo è:
1772 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1774 \funcdecl{struct dirent *readdir(DIR *dir)}
1776 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1778 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla struttura contenente i
1779 dati in caso di successo e \val{NULL} altrimenti, in caso di
1780 \textit{directory stream} non valido \var{errno} assumerà il valore
1781 \errval{EBADF}, il valore \val{NULL} viene restituito anche quando si
1782 raggiunge la fine dello stream.}
1785 La funzione legge la voce corrente nella directory, posizionandosi sulla voce
1786 successiva. Pertanto se si vuole leggere l'intero contenuto di una directory
1787 occorrerà ripetere l'esecuzione della funzione fintanto che non si siano
1788 esaurite tutte le voci in essa presenti.
1790 \begin{figure}[!htb]
1791 \footnotesize \centering
1792 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
1793 \includestruct{listati/dirent.c}
1796 \caption{La struttura \structd{dirent} per la lettura delle informazioni dei
1798 \label{fig:file_dirent_struct}
1801 I dati vengono memorizzati in una struttura \struct{dirent}, la cui
1802 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:file_dirent_struct}.\footnote{la
1803 definizione è quella usata da Linux, che si trova nel file
1804 \file{/usr/include/bits/dirent.h}, essa non contempla la presenza del campo
1805 \var{d\_namlen} che indica la lunghezza del nome del file.} La funzione
1806 restituisce il puntatore alla struttura; si tenga presente però che
1807 quest'ultima è allocata staticamente, per cui viene sovrascritta tutte le
1808 volte che si ripete la lettura di una voce sullo stesso \textit{directory
1811 Di questa funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1812 rientrante, \func{readdir\_r},\footnote{per usarla è necessario definire una
1813 qualunque delle macro \texttt{\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} >= 1},
1814 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
1815 \macro{\_POSIX\_SOURCE}.} che non usa una struttura allocata staticamente, e
1816 può essere utilizzata anche con i \itindex{thread} \textit{thread}, il suo
1819 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1821 \funcdecl{int readdir\_r(DIR *dir, struct dirent *entry,
1822 struct dirent **result)}
1824 Legge una voce dal \textit{directory stream}.
1826 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1827 errore, gli errori sono gli stessi di \func{readdir}.}
1830 La funzione restituisce in \param{result} (come
1831 \itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}) l'indirizzo
1832 dove sono stati salvati i dati, che di norma corrisponde a quello della
1833 struttura precedentemente allocata e specificata dall'argomento \param{entry},
1834 anche se non è assicurato che la funzione usi lo spazio fornito dall'utente.
1836 I vari campi di \struct{dirent} contengono le informazioni relative alle voci
1837 presenti nella directory; sia BSD che SVr4 prevedono che siano sempre presenti
1838 il campo \var{d\_name},\footnote{lo standard POSIX prevede invece solo la
1839 presenza del campo \var{d\_fileno}, identico \var{d\_ino}, che in Linux è
1840 definito come alias di quest'ultimo; il campo \var{d\_name} è considerato
1841 dipendente dall'implementazione.} che contiene il nome del file nella forma
1842 di una stringa terminata da uno zero,\footnote{lo standard POSIX non specifica
1843 una lunghezza, ma solo un limite \const{NAME\_MAX}; in SVr4 la lunghezza del
1844 campo è definita come \code{NAME\_MAX+1} che di norma porta al valore di 256
1845 byte usato anche in Linux.} ed il campo \var{d\_ino}, che contiene il numero
1846 di \textit{inode} cui il file è associato e corrisponde al campo \var{st\_ino}
1849 La presenza di ulteriori campi opzionali oltre i due citati è segnalata dalla
1850 definizione di altrettante macro nella forma \code{\_DIRENT\_HAVE\_D\_XXX}
1851 dove \code{XXX} è il nome del relativo campo; nel caso di Linux sono pertanto
1852 definite le macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_TYPE},
1853 \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_OFF} e \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_RECLEN}, mentre non
1854 è definita la macro \macro{\_DIRENT\_HAVE\_D\_NAMLEN}.
1859 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1861 \textbf{Valore} & \textbf{Tipo di file} \\
1864 \const{DT\_UNKNOWN} & Tipo sconosciuto.\\
1865 \const{DT\_REG} & File normale.\\
1866 \const{DT\_DIR} & Directory.\\
1867 \const{DT\_LNK} & Link simbolico.\\
1868 \const{DT\_FIFO} & Fifo.\\
1869 \const{DT\_SOCK} & Socket.\\
1870 \const{DT\_CHR} & Dispositivo a caratteri.\\
1871 \const{DT\_BLK} & Dispositivo a blocchi.\\
1874 \caption{Costanti che indicano i vari tipi di file nel campo \var{d\_type}
1875 della struttura \struct{dirent}.}
1876 \label{tab:file_dtype_macro}
1879 Per quanto riguarda il significato dei campi opzionali, il campo \var{d\_type}
1880 indica il tipo di file (se fifo, directory, link simbolico, ecc.), e consente
1881 di evitare una successiva chiamata a \func{lstat} per determinarlo. I suoi
1882 possibili valori sono riportati in tab.~\ref{tab:file_dtype_macro}. Si tenga
1883 presente che questo valore è disponibile solo per i filesystem che ne
1884 supportano la restituzione (fra questi i più noti sono \textsl{btrfs},
1885 \textsl{ext2}, \textsl{ext3}, e \textsl{ext4}), per gli altri si otterrà
1886 sempre il valore \const{DT\_UNKNOWN}.\footnote{inoltre fino alla versione 2.1
1887 delle \acr{glibc}, pur essendo il campo \var{d\_type} presente, il suo uso
1888 non era implementato, e veniva restituito comunque il valore
1889 \const{DT\_UNKNOWN}.}
1891 Per la conversione da e verso l'analogo valore mantenuto dentro il campo
1892 \var{st\_mode} di \struct{stat} sono definite anche due macro di conversione,
1893 \macro{IFTODT} e \macro{DTTOIF}:
1895 \funcdecl{int IFTODT(mode\_t MODE)} Converte il tipo di file dal formato di
1896 \var{st\_mode} a quello di \var{d\_type}.
1898 \funcdecl{mode\_t DTTOIF(int DTYPE)} Converte il tipo di file dal formato di
1899 \var{d\_type} a quello di \var{st\_mode}.
1902 Il campo \var{d\_off} contiene invece la posizione della voce successiva della
1903 directory, mentre il campo \var{d\_reclen} la lunghezza totale della voce
1904 letta. Con questi due campi diventa possibile, determinando la posizione delle
1905 varie voci, spostarsi all'interno dello stream usando la funzione
1906 \funcd{seekdir},\footnote{sia questa funzione che \func{telldir}, sono
1907 estensioni prese da BSD, ed introdotte nello standard POSIX solo a partire
1908 dalla revisione POSIX.1-2001, per poterle utilizzare deve essere definita
1909 una delle macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1910 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
1911 \begin{prototype}{dirent.h}{void seekdir(DIR *dir, off\_t offset)}
1912 Cambia la posizione all'interno di un \textit{directory stream}.
1915 La funzione non ritorna nulla e non segnala errori, è però necessario che il
1916 valore dell'argomento \param{offset} sia valido per lo stream \param{dir};
1917 esso pertanto deve essere stato ottenuto o dal valore di \var{d\_off} di
1918 \struct{dirent} o dal valore restituito dalla funzione \funcd{telldir}, che
1919 legge la posizione corrente; il prototipo di quest'ultima è:\footnote{prima
1920 delle \acr{glibc} 2.1.1 la funzione restituiva un valore di tipo
1921 \type{off\_t}, sostituito a partire dalla versione 2.1.2 da \ctyp{long} per
1922 conformità a POSIX.1-2001.}
1923 \begin{prototype}{dirent.h}{long telldir(DIR *dir)}
1924 Ritorna la posizione corrente in un \textit{directory stream}.
1926 \bodydesc{La funzione restituisce la posizione corrente nello stream (un
1927 numero positivo) in caso di successo, e -1 altrimenti, nel qual caso
1928 \var{errno} assume solo il valore di \errval{EBADF}, corrispondente ad un
1929 valore errato per \param{dir}.}
1932 La sola funzione di posizionamento nello stream prevista originariamente dallo
1933 standard POSIX è \funcd{rewinddir}, che riporta la posizione a quella
1934 iniziale; il suo prototipo è:
1936 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1938 \funcdecl{void rewinddir(DIR *dir)}
1940 Si posiziona all'inizio di un \textit{directory stream}.
1943 Una volta completate le operazioni si può chiudere il \textit{directory
1944 stream}, ed il file descriptor ad esso associato, con la funzione
1945 \funcd{closedir}, il cui prototipo è:
1947 \headdecl{sys/types.h} \headdecl{dirent.h}
1949 \funcdecl{int closedir(DIR * dir)}
1951 Chiude un \textit{directory stream}.
1953 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 altrimenti, nel
1954 qual caso \var{errno} assume il valore \errval{EBADF}.}
1957 A parte queste funzioni di base in BSD 4.3 venne introdotta un'altra funzione
1958 che permette di eseguire una scansione completa, con tanto di ricerca ed
1959 ordinamento, del contenuto di una directory; la funzione è
1960 \funcd{scandir}\footnote{in Linux questa funzione è stata introdotta fin dalle
1961 \acr{libc4} e richiede siano definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
1962 \macro{\_SVID\_SOURCE}.} ed il suo prototipo è:
1963 \begin{prototype}{dirent.h}{int scandir(const char *dir,
1964 struct dirent ***namelist, int(*filter)(const struct dirent *),
1965 int(*compar)(const struct dirent **, const struct dirent **))}
1967 Esegue una scansione di un \textit{directory stream}.
1969 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il numero di voci
1970 trovate, e -1 altrimenti.}
1973 Al solito, per la presenza fra gli argomenti di due puntatori a funzione, il
1974 prototipo non è molto comprensibile; queste funzioni però sono quelle che
1975 controllano rispettivamente la selezione di una voce (quella passata con
1976 l'argomento \param{filter}) e l'ordinamento di tutte le voci selezionate
1977 (quella specificata dell'argomento \param{compar}).
1979 La funzione legge tutte le voci della directory indicata dall'argomento
1980 \param{dir}, passando un puntatore a ciascuna di esse (una struttura
1981 \struct{dirent}) come argomento della funzione di selezione specificata da
1982 \param{filter}; se questa ritorna un valore diverso da zero il puntatore viene
1983 inserito in un vettore che viene allocato dinamicamente con \func{malloc}.
1984 Qualora si specifichi un valore \val{NULL} per l'argomento \func{filter} non
1985 viene fatta nessuna selezione e si ottengono tutte le voci presenti.
1987 Le voci selezionate possono essere riordinate tramite \func{qsort}, le modalità
1988 del riordinamento possono essere personalizzate usando la funzione
1989 \param{compar} come criterio di ordinamento di \func{qsort}, la funzione
1990 prende come argomenti le due strutture \struct{dirent} da confrontare
1991 restituendo un valore positivo, nullo o negativo per indicarne l'ordinamento;
1992 alla fine l'indirizzo della lista ordinata dei puntatori alle strutture
1993 \struct{dirent} viene restituito nell'argomento
1994 \param{namelist}.\footnote{la funzione alloca automaticamente la lista, e
1995 restituisce, come \itindex{value~result~argument} \textit{value result
1996 argument}, l'indirizzo della stessa; questo significa che \param{namelist}
1997 deve essere dichiarato come \code{struct dirent **namelist} ed alla funzione
1998 si deve passare il suo indirizzo.}
2000 Per l'ordinamento, vale a dire come valori possibili per l'argomento
2001 \param{compar} sono disponibili due funzioni predefinite, \funcd{alphasort} e
2002 \funcd{versionsort}, i cui prototipi sono:
2006 \funcdecl{int alphasort(const void *a, const void *b)}
2008 \funcdecl{int versionsort(const void *a, const void *b)}
2010 Funzioni per l'ordinamento delle voci di \textit{directory stream}.
2012 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un valore minore, uguale o maggiore di
2013 zero qualora il primo argomento sia rispettivamente minore, uguale o
2014 maggiore del secondo.}
2017 La funzione \func{alphasort} deriva da BSD ed è presente in Linux fin dalle
2018 \acr{libc4}\footnote{la versione delle \acr{libc4} e \acr{libc5} usa però come
2019 argomenti dei puntatori a delle strutture \struct{dirent}; le glibc usano il
2020 prototipo originario di BSD, mostrato anche nella definizione, che prevede
2021 puntatori a \ctyp{void}.} e deve essere specificata come argomento
2022 \param{compar} per ottenere un ordinamento alfabetico (secondo il valore del
2023 campo \var{d\_name} delle varie voci). Le \acr{glibc} prevedono come
2024 estensione\footnote{le glibc, a partire dalla versione 2.1, effettuano anche
2025 l'ordinamento alfabetico tenendo conto delle varie localizzazioni, usando
2026 \func{strcoll} al posto di \func{strcmp}.} anche \func{versionsort}, che
2027 ordina i nomi tenendo conto del numero di versione (cioè qualcosa per cui
2028 \texttt{file10} viene comunque dopo \texttt{file4}.)
2030 \begin{figure}[!htbp]
2031 \footnotesize \centering
2032 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2033 \includecodesample{listati/my_ls.c}
2035 \caption{Esempio di codice per eseguire la lista dei file contenuti in una
2037 \label{fig:file_my_ls}
2040 Un semplice esempio dell'uso di queste funzioni è riportato in
2041 fig.~\ref{fig:file_my_ls}, dove si è riportata la sezione principale di un
2042 programma che, usando la funzione di scansione illustrata in
2043 fig.~\ref{fig:file_dirscan}, stampa i nomi dei file contenuti in una directory
2044 e la relativa dimensione (in sostanza una versione semplificata del comando
2047 Il programma è estremamente semplice; in fig.~\ref{fig:file_my_ls} si è omessa
2048 la parte di gestione delle opzioni (che prevede solo l'uso di una funzione per
2049 la stampa della sintassi, anch'essa omessa) ma il codice completo potrà essere
2050 trovato coi sorgenti allegati nel file \file{myls.c}.
2052 In sostanza tutto quello che fa il programma, dopo aver controllato
2053 (\texttt{\small 12--15}) di avere almeno un argomento (che indicherà la
2054 directory da esaminare) è chiamare (\texttt{\small 16}) la funzione
2055 \func{DirScan} per eseguire la scansione, usando la funzione \code{do\_ls}
2056 (\texttt{\small 22--29}) per fare tutto il lavoro.
2058 Quest'ultima si limita (\texttt{\small 26}) a chiamare \func{stat} sul file
2059 indicato dalla directory entry passata come argomento (il cui nome è appunto
2060 \var{direntry->d\_name}), memorizzando in una opportuna struttura \var{data} i
2061 dati ad esso relativi, per poi provvedere (\texttt{\small 27}) a stampare il
2062 nome del file e la dimensione riportata in \var{data}.
2064 Dato che la funzione verrà chiamata all'interno di \func{DirScan} per ogni
2065 voce presente questo è sufficiente a stampare la lista completa dei file e
2066 delle relative dimensioni. Si noti infine come si restituisca sempre 0 come
2067 valore di ritorno per indicare una esecuzione senza errori.
2069 \begin{figure}[!htbp]
2070 \footnotesize \centering
2071 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2072 \includecodesample{listati/DirScan.c}
2074 \caption{Codice della funzione di scansione di una directory contenuta nel
2075 file \file{DirScan.c}.}
2076 \label{fig:file_dirscan}
2079 Tutto il grosso del lavoro è svolto dalla funzione \func{DirScan}, riportata
2080 in fig.~\ref{fig:file_dirscan}. La funzione è volutamente generica e permette
2081 di eseguire una funzione, passata come secondo argomento, su tutte le voci di
2082 una directory. La funzione inizia con l'aprire (\texttt{\small 18--22}) uno
2083 stream sulla directory passata come primo argomento, stampando un messaggio in
2086 Il passo successivo (\texttt{\small 23--24}) è cambiare directory di lavoro
2087 (vedi sez.~\ref{sec:file_work_dir}), usando in sequenza le funzioni
2088 \func{dirfd} e \func{fchdir} (in realtà si sarebbe potuto usare direttamente
2089 \func{chdir} su \var{dirname}), in modo che durante il successivo ciclo
2090 (\texttt{\small 26--30}) sulle singole voci dello stream ci si trovi
2091 all'interno della directory.\footnote{questo è essenziale al funzionamento
2092 della funzione \code{do\_ls}, e ad ogni funzione che debba usare il campo
2093 \var{d\_name}, in quanto i nomi dei file memorizzati all'interno di una
2094 struttura \struct{dirent} sono sempre relativi alla directory in questione,
2095 e senza questo posizionamento non si sarebbe potuto usare \func{stat} per
2096 ottenere le dimensioni.}
2098 Avendo usato lo stratagemma di fare eseguire tutte le manipolazioni necessarie
2099 alla funzione passata come secondo argomento, il ciclo di scansione della
2100 directory è molto semplice; si legge una voce alla volta (\texttt{\small 26})
2101 all'interno di una istruzione di \code{while} e fintanto che si riceve una
2102 voce valida, cioè un puntatore diverso da \val{NULL}, si esegue
2103 (\texttt{\small 27}) la funzione di elaborazione \var{compare} (che nel nostro
2104 caso sarà \code{do\_ls}), ritornando con un codice di errore (\texttt{\small
2105 28}) qualora questa presenti una anomalia, identificata da un codice di
2106 ritorno negativo. Una volta terminato il ciclo la funzione si conclude con la
2107 chiusura (\texttt{\small 32}) dello stream\footnote{nel nostro caso, uscendo
2108 subito dopo la chiamata, questo non servirebbe, in generale però
2109 l'operazione è necessaria, dato che la funzione può essere invocata molte
2110 volte all'interno dello stesso processo, per cui non chiudere i
2111 \textit{directory stream} comporterebbe un consumo progressivo di risorse,
2112 con conseguente rischio di esaurimento delle stesse.} e la restituzione
2113 (\texttt{\small 32}) del codice di operazioni concluse con successo.
2116 \subsection{La directory di lavoro}
2117 \label{sec:file_work_dir}
2121 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} a ciascun processo è associata una
2122 directory nel filesystem,\footnote{questa viene mantenuta all'interno dei dati
2123 della sua \struct{task\_struct} (vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), più
2124 precisamente nel campo \texttt{pwd} della sotto-struttura
2125 \struct{fs\_struct}.} che è chiamata \textsl{directory corrente} o
2126 \textsl{directory di lavoro} (in inglese \textit{current working directory}).
2127 La directory di lavoro è quella da cui si parte quando un
2128 \itindsub{pathname}{relativo} \textit{pathname} è espresso in forma relativa,
2129 dove il ``\textsl{relativa}'' fa riferimento appunto a questa directory.
2131 Quando un utente effettua il login, questa directory viene impostata alla
2132 \textit{home directory} del suo account. Il comando \cmd{cd} della shell
2133 consente di cambiarla a piacere, spostandosi da una directory ad un'altra, il
2134 comando \cmd{pwd} la stampa sul terminale. Siccome la directory corrente
2135 resta la stessa quando viene creato un processo figlio (vedi
2136 sez.~\ref{sec:proc_fork}), la directory corrente della shell diventa anche la
2137 directory corrente di qualunque comando da essa lanciato.
2139 Dato che è il kernel che tiene traccia per ciascun processo \itindex{inode}
2140 dell'\textit{inode} della directory di lavoro, per ottenerne il
2141 \textit{pathname} occorre usare una apposita funzione di libreria,
2142 \funcd{getcwd},\footnote{con Linux \func{getcwd} è una \textit{system call}
2143 dalla versione 2.1.9, in precedenza il valore doveva essere ottenuto tramite
2144 il filesystem \texttt{/proc} da \procfile{/proc/self/cwd}.} il cui prototipo
2146 \begin{prototype}{unistd.h}{char *getcwd(char *buffer, size\_t size)}
2147 Legge il \textit{pathname} della directory di lavoro corrente.
2149 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore \param{buffer} se riesce,
2150 \val{NULL} se fallisce, in quest'ultimo caso la variabile
2151 \var{errno} è impostata con i seguenti codici di errore:
2153 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{size} è zero e \param{buffer} non
2155 \item[\errcode{ERANGE}] l'argomento \param{size} è più piccolo della
2156 lunghezza del \textit{pathname}.
2157 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di lettura o di ricerca su uno dei
2158 componenti del \textit{pathname} (cioè su una delle directory superiori
2160 \item[\errcode{ENOENT}] la directory di lavoro è stata eliminata.
2164 La funzione restituisce il \textit{pathname} completo della directory di
2165 lavoro corrente nella stringa puntata da \param{buffer}, che deve essere
2166 precedentemente allocata, per una dimensione massima di \param{size}. Il
2167 buffer deve essere sufficientemente largo da poter contenere il
2168 \textit{pathname} completo più lo zero di terminazione della stringa. Qualora
2169 esso ecceda le dimensioni specificate con \param{size} la funzione restituisce
2172 Si può anche specificare un puntatore nullo come
2173 \param{buffer},\footnote{questa è un'estensione allo standard POSIX.1,
2174 supportata da Linux e dalla \acr{glibc}.} nel qual caso la stringa sarà
2175 allocata automaticamente per una dimensione pari a \param{size} qualora questa
2176 sia diversa da zero, o della lunghezza esatta del \textit{pathname}
2177 altrimenti. In questo caso ci si deve ricordare di disallocare la stringa una
2178 volta cessato il suo utilizzo.
2180 Di questa funzione esiste una versione \code{char *getwd(char *buffer)} fatta
2181 per compatibilità all'indietro con BSD, che non consente di specificare la
2182 dimensione del buffer; esso deve essere allocato in precedenza ed avere una
2183 dimensione superiore a \const{PATH\_MAX} (di solito 256 byte, vedi
2184 sez.~\ref{sec:sys_limits}); il problema è che in Linux non esiste una
2185 dimensione superiore per un \textit{pathname}, per cui non è detto che il
2186 buffer sia sufficiente a contenere il nome del file, e questa è la ragione
2187 principale per cui questa funzione è deprecata.
2189 Un uso comune di \func{getcwd} è quello di salvare la directory di lavoro
2190 iniziale per poi potervi tornare in un tempo successivo, un metodo alternativo
2191 più veloce, se non si è a corto di file descriptor, è invece quello di aprire
2192 la directory corrente (vale a dire ``\texttt{.}'') e tornarvi in seguito con
2195 Una seconda usata per ottenere la directory di lavoro è \code{char
2196 *get\_current\_dir\_name(void)} che è sostanzialmente equivalente ad una
2197 \code{getcwd(NULL, 0)}, con la sola differenza che essa ritorna il valore
2198 della variabile di ambiente \val{PWD}, che essendo costruita dalla shell può
2199 contenere un \textit{pathname} comprendente anche dei link simbolici. Usando
2200 \func{getcwd} infatti, essendo il \textit{pathname} ricavato risalendo
2201 all'indietro l'albero della directory, si perderebbe traccia di ogni passaggio
2202 attraverso eventuali link simbolici.
2204 Per cambiare la directory di lavoro si può usare la funzione \funcd{chdir}
2205 (equivalente del comando di shell \cmd{cd}) il cui nome sta appunto per
2206 \textit{change directory}, il suo prototipo è:
2207 \begin{prototype}{unistd.h}{int chdir(const char *pathname)}
2208 Cambia la directory di lavoro in \param{pathname}.
2210 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
2211 nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2213 \item[\errcode{ENOTDIR}] non si è specificata una directory.
2214 \item[\errcode{EACCES}] manca il permesso di ricerca su uno dei componenti
2217 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2218 \errval{ENOMEM}, \errval{ELOOP} e \errval{EIO}.}
2220 \noindent ed ovviamente \param{pathname} deve indicare una directory per la
2221 quale si hanno i permessi di accesso.
2223 Dato che anche le directory sono file, è possibile riferirsi ad esse anche
2224 tramite il file descriptor, e non solo tramite il \textit{pathname}, per fare
2225 questo si usa \funcd{fchdir}, il cui prototipo è:
2226 \begin{prototype}{unistd.h}{int fchdir(int fd)}
2227 Identica a \func{chdir}, ma usa il file descriptor \param{fd} invece del
2230 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2231 errore, in caso di errore \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2234 \noindent anche in questo caso \param{fd} deve essere un file descriptor
2235 valido che fa riferimento ad una directory. Inoltre l'unico errore di accesso
2236 possibile (tutti gli altri sarebbero occorsi all'apertura di \param{fd}), è
2237 quello in cui il processo non ha il permesso di accesso alla directory
2238 specificata da \param{fd}.
2244 \subsection{I file temporanei}
2245 \label{sec:file_temp_file}
2247 In molte occasioni è utile poter creare dei file temporanei; benché la cosa
2248 sembri semplice, in realtà il problema è più sottile di quanto non appaia a
2249 prima vista. Infatti anche se sembrerebbe banale generare un nome a caso e
2250 creare il file dopo aver controllato che questo non esista, nel momento fra il
2251 controllo e la creazione si ha giusto lo spazio per una possibile
2252 \itindex{race~condition} \textit{race condition} (si ricordi quanto visto in
2253 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
2255 Le \acr{glibc} provvedono varie funzioni per generare nomi di file temporanei,
2256 di cui si abbia certezza di unicità al momento della generazione; storicamente
2257 la prima di queste funzioni create a questo scopo era
2258 \funcd{tmpnam},\footnote{la funzione è stata deprecata nella revisione
2259 POSIX.1-2008 dello standard POSIX.} il cui prototipo è:
2260 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tmpnam(char *string)}
2261 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2263 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2264 \val{NULL} in caso di fallimento. Non sono definiti errori.}
2267 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa contente un nome di file
2268 valido e non esistente al momento dell'invocazione; se si è passato come
2269 argomento \param{string} un puntatore non nullo ad un buffer di caratteri
2270 questo deve essere di dimensione \const{L\_tmpnam} ed il nome generato vi
2271 verrà copiato automaticamente; altrimenti il nome sarà generato in un buffer
2272 statico interno che verrà sovrascritto ad una chiamata successiva. Successive
2273 invocazioni della funzione continueranno a restituire nomi unici fino ad un
2274 massimo di \const{TMP\_MAX} volte, limite oltre il quale il comportamento è
2275 indefinito. Al nome viene automaticamente aggiunto come prefisso la directory
2276 specificata dalla costante \const{P\_tmpdir}.\footnote{le costanti
2277 \const{L\_tmpnam}, \const{P\_tmpdir} e \const{TMP\_MAX} sono definite in
2280 Di questa funzione esiste una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante,
2281 \func{tmpnam\_r}, che non fa nulla quando si passa \val{NULL} come argomento.
2282 Una funzione simile, \funcd{tempnam}, permette di specificare un prefisso per
2283 il file esplicitamente, il suo prototipo è:
2284 \begin{prototype}{stdio.h}{char *tempnam(const char *dir, const char *pfx)}
2285 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2287 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa con il nome o
2288 \val{NULL} in caso di fallimento, \var{errno} viene impostata a
2289 \errval{ENOMEM} qualora fallisca l'allocazione della stringa.}
2292 La funzione alloca con \code{malloc} la stringa in cui restituisce il nome,
2293 per cui è sempre \index{funzioni!rientranti} rientrante, occorre però
2294 ricordarsi di disallocare con \code{free} il puntatore che restituisce.
2295 L'argomento \param{pfx} specifica un prefisso di massimo 5 caratteri per il
2296 nome provvisorio. La funzione assegna come directory per il file temporaneo,
2297 verificando che esista e sia accessibile, la prima valida fra le seguenti:
2299 \item La variabile di ambiente \const{TMPDIR} (non ha effetto se non è
2300 definita o se il programma chiamante è \itindex{suid~bit} \acr{suid} o
2301 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}, vedi sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
2302 \item il valore dell'argomento \param{dir} (se diverso da \val{NULL}).
2303 \item Il valore della costante \const{P\_tmpdir}.
2304 \item la directory \file{/tmp}.
2307 In ogni caso, anche se la generazione del nome è casuale, ed è molto difficile
2308 ottenere un nome duplicato, nulla assicura che un altro processo non possa
2309 avere creato, fra l'ottenimento del nome e l'apertura del file, un altro file
2310 con lo stesso nome; per questo motivo quando si usa il nome ottenuto da una di
2311 queste funzioni occorre sempre aprire il nuovo file in modalità di esclusione
2312 (cioè con l'opzione \const{O\_EXCL} per i file descriptor o con il flag
2313 \code{x} per gli stream) che fa fallire l'apertura in caso il file sia già
2316 Per evitare di dovere effettuare a mano tutti questi controlli, lo standard
2317 POSIX definisce la funzione \funcd{tmpfile}, che permette di ottenere in
2318 maniera sicura l'accesso ad un file temporaneo, il suo prototipo è:
2319 \begin{prototype}{stdio.h}{FILE *tmpfile(void)}
2320 Restituisce un file temporaneo aperto in lettura/scrittura.
2322 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore allo stream associato al file
2323 temporaneo in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual
2324 caso \var{errno} assumerà i valori:
2326 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
2327 \item[\errcode{EEXIST}] non è stato possibile generare un nome univoco.
2329 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{EMFILE}, \errval{ENFILE},
2330 \errval{ENOSPC}, \errval{EROFS} e \errval{EACCES}.}
2333 La funzione restituisce direttamente uno stream già aperto (in modalità
2334 \code{r+b}, si veda sez.~\ref{sec:file_fopen}) e pronto per l'uso, che viene
2335 automaticamente cancellato alla sua chiusura o all'uscita dal programma. Lo
2336 standard non specifica in quale directory verrà aperto il file, ma le
2337 \acr{glibc} prima tentano con \const{P\_tmpdir} e poi con \file{/tmp}. Questa
2338 funzione è \index{funzioni!rientranti} rientrante e non soffre di problemi di
2339 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
2341 Alcune versioni meno recenti di Unix non supportano queste funzioni; in questo
2342 caso si possono usare le vecchie funzioni \funcd{mktemp} e \func{mkstemp} che
2343 modificano una stringa di input che serve da modello e che deve essere
2344 conclusa da 6 caratteri \code{X} che verranno sostituiti da un codice
2345 unico. La prima delle due è analoga a \func{tmpnam} e genera un nome casuale,
2347 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mktemp(char *template)}
2348 Genera un nome univoco per un file temporaneo.
2350 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore \param{template} in caso di
2351 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2354 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2358 La funzionane genera un nome univoco sostituendo le \code{XXXXXX} finali di
2359 \param{template}; dato che \param{template} deve poter essere modificata dalla
2360 funzione non si può usare una stringa costante. Tutte le avvertenze riguardo
2361 alle possibili \itindex{race~condition} \textit{race condition} date per
2362 \func{tmpnam} continuano a valere; inoltre in alcune vecchie implementazioni
2363 il valore usato per sostituire le \code{XXXXXX} viene formato con il \acr{pid}
2364 del processo più una lettera, il che mette a disposizione solo 26 possibilità
2365 diverse per il nome del file, e rende il nome temporaneo facile da indovinare.
2366 Per tutti questi motivi la funzione è deprecata e non dovrebbe mai essere
2369 La seconda funzione, \funcd{mkstemp} è sostanzialmente equivalente a
2370 \func{tmpfile}, ma restituisce un file descriptor invece di un nome; il suo
2372 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkstemp(char *template)}
2373 Genera un file temporaneo.
2375 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2376 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2378 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2379 \item[\errcode{EEXIST}] non è riuscita a creare un file temporaneo, il
2380 contenuto di \param{template} è indefinito.
2384 Come per \func{mktemp} anche in questo caso \param{template} non può essere
2385 una stringa costante. La funzione apre un file in lettura/scrittura con la
2386 funzione \func{open}, usando l'opzione \const{O\_EXCL} (si veda
2387 sez.~\ref{sec:file_open}), in questo modo al ritorno della funzione si ha la
2388 certezza di essere stati i creatori del file, i cui permessi (si veda
2389 sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) sono impostati al valore \code{0600}
2390 (lettura e scrittura solo per il proprietario).\footnote{questo è vero a
2391 partire dalle \acr{glibc} 2.0.7, le versioni precedenti delle \acr{glibc} e
2392 le vecchie \acr{libc5} e \acr{libc4} usavano il valore \code{0666} che
2393 permetteva a chiunque di leggere e scrivere i contenuti del file.} Di
2394 questa funzione esiste una variante \funcd{mkostemp}, introdotta
2395 specificamente dalla \acr{glibc},\footnote{la funzione è stata introdotta
2396 nella versione 2.7 delle librerie e richiede che sia definita la macro
2397 \const{\_GNU\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
2398 \begin{prototype}{stlib.h}{int mkostemp(char *template, int flags)}
2399 Genera un file temporaneo.
2401 \bodydesc{La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e
2402 -1 in caso di errore, con gli stessi errori di \func{mkstemp}.}
2404 \noindent la cui sola differenza è la presenza dell'ulteriore argomento
2405 \var{flags} che consente di specificare i flag da passare ad \func{open}
2406 nell'apertura del file.
2409 In OpenBSD è stata introdotta un'altra funzione simile alle precedenti,
2410 \funcd{mkdtemp}, che crea invece una directory temporanea;\footnote{la
2411 funzione è stata introdotta nelle \acr{glibc} a partire dalla versione
2412 2.1.91 ed inserita nello standard POSIX.1-2008.} il suo prototipo è:
2413 \begin{prototype}{stlib.h}{char *mkdtemp(char *template)}
2414 Genera una directory temporanea.
2416 \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore al nome della directory in caso
2417 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
2420 \item[\errcode{EINVAL}] \param{template} non termina con \code{XXXXXX}.
2422 più gli altri eventuali codici di errore di \func{mkdir}.}
2425 La funzione genera una directory il cui nome è ottenuto sostituendo le
2426 \code{XXXXXX} finali di \param{template} con permessi \code{0700} (al solito
2427 si veda cap.~\ref{cha:file_unix_interface} per i dettagli); dato che la
2428 creazione della directory è sempre esclusiva i precedenti problemi di
2429 \itindex{race~condition} \textit{race condition} non si pongono.
2432 \section{La manipolazione delle caratteristiche dei file}
2433 \label{sec:file_infos}
2435 Come spiegato in sez.~\ref{sec:file_filesystem} tutte le informazioni generali
2436 relative alle caratteristiche di ciascun file, a partire dalle informazioni
2437 relative al controllo di accesso, sono mantenute \itindex{inode}
2438 nell'\textit{inode}.
2440 Vedremo in questa sezione come sia possibile leggere tutte queste informazioni
2441 usando la funzione \func{stat}, che permette l'accesso a tutti i dati
2442 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; esamineremo poi le varie
2443 funzioni usate per manipolare tutte queste informazioni (eccetto quelle che
2444 riguardano la gestione del controllo di accesso, trattate in in
2445 sez.~\ref{sec:file_access_control}).
2448 \subsection{La lettura delle caratteristiche dei file}
2449 \label{sec:file_stat}
2451 La lettura delle informazioni relative ai file è fatta attraverso la famiglia
2452 delle funzioni \func{stat} che sono quelle che usa il comando \cmd{ls} per
2453 poter ottenere e mostrare tutti i dati relativi ad un file; ne fanno parte le
2454 funzioni \funcd{stat}, \funcd{fstat} e \funcd{lstat}, i cui prototipi sono:
2456 \headdecl{sys/types.h}
2457 \headdecl{sys/stat.h}
2460 \funcdecl{int stat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2461 \funcdecl{int lstat(const char *file\_name, struct stat *buf)}
2462 \funcdecl{int fstat(int filedes, struct stat *buf)}
2463 Legge le informazioni di un file.
2465 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
2466 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori: \errval{EBADF},
2467 \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EFAULT},
2468 \errval{EACCES}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENAMETOOLONG}.}
2471 La funzione \func{stat} legge le informazioni del file il cui pathname è
2472 specificato dalla stringa puntata da \param{file\_name} e le inserisce nel
2473 buffer puntato dall'argomento \param{buf}; la funzione \func{lstat} è identica
2474 a \func{stat} eccetto che se \param{file\_name} è un link simbolico vengono
2475 lette le informazioni relative ad esso e non al file a cui fa
2476 riferimento. Infine \func{fstat} esegue la stessa operazione su un file già
2477 aperto, specificato tramite il suo file descriptor \param{filedes}.
2479 La struttura \struct{stat} usata da queste funzioni è definita nell'header
2480 \file{sys/stat.h} e in generale dipende dall'implementazione; la versione
2481 usata da Linux è mostrata in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}, così come
2482 riportata dalla pagina di manuale di \func{stat}; in realtà la definizione
2483 effettivamente usata nel kernel dipende dall'architettura e ha altri campi
2484 riservati per estensioni come tempi dei file più precisi (vedi
2485 sez.~\ref{sec:file_file_times}), o per il padding dei campi.
2487 \begin{figure}[!htb]
2490 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2491 \includestruct{listati/stat.h}
2494 \caption{La struttura \structd{stat} per la lettura delle informazioni dei
2496 \label{fig:file_stat_struct}
2499 Si noti come i vari membri della struttura siano specificati come tipi
2500 primitivi del sistema (di quelli definiti in
2501 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e dichiarati in \file{sys/types.h}).
2503 \subsection{I tipi di file}
2504 \label{sec:file_types}
2506 Come riportato in tab.~\ref{tab:file_file_types} in Linux oltre ai file e alle
2507 directory esistono altri oggetti che possono stare su un filesystem. Il tipo
2508 di file è ritornato dalla funzione \func{stat} come maschera binaria nel campo
2509 \var{st\_mode} (che contiene anche le informazioni relative ai permessi) di
2510 una struttura \struct{stat}.
2512 Dato che il valore numerico può variare a seconda delle implementazioni, lo
2513 standard POSIX definisce un insieme di macro per verificare il tipo di file,
2514 queste vengono usate anche da Linux che supporta pure le estensioni allo
2515 standard per i link simbolici e i socket definite da BSD; l'elenco completo
2516 delle macro con cui è possibile estrarre l'informazione da \var{st\_mode} è
2517 riportato in tab.~\ref{tab:file_type_macro}.
2521 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2523 \textbf{Macro} & \textbf{Tipo del file} \\
2526 \macro{S\_ISREG}\texttt{(m)} & file normale.\\
2527 \macro{S\_ISDIR}\texttt{(m)} & directory.\\
2528 \macro{S\_ISCHR}\texttt{(m)} & dispositivo a caratteri.\\
2529 \macro{S\_ISBLK}\texttt{(m)} & dispositivo a blocchi.\\
2530 \macro{S\_ISFIFO}\texttt{(m)} & fifo.\\
2531 \macro{S\_ISLNK}\texttt{(m)} & link simbolico.\\
2532 \macro{S\_ISSOCK}\texttt{(m)} & socket.\\
2535 \caption{Macro per i tipi di file (definite in \texttt{sys/stat.h}).}
2536 \label{tab:file_type_macro}
2539 Oltre alle macro di tab.~\ref{tab:file_type_macro} è possibile usare
2540 direttamente il valore di \var{st\_mode} per ricavare il tipo di file
2541 controllando direttamente i vari bit in esso memorizzati. Per questo sempre in
2542 \file{sys/stat.h} sono definite le costanti numeriche riportate in
2543 tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
2545 Il primo valore dell'elenco di tab.~\ref{tab:file_mode_flags} è la maschera
2546 binaria che permette di estrarre i bit nei quali viene memorizzato il tipo di
2547 file, i valori successivi sono le costanti corrispondenti ai singoli bit, e
2548 possono essere usati per effettuare la selezione sul tipo di file voluto, con
2549 un'opportuna combinazione.
2554 \begin{tabular}[c]{|l|c|l|}
2556 \textbf{Flag} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2559 \const{S\_IFMT} & 0170000 & Maschera per i bit del tipo di file.\\
2560 \const{S\_IFSOCK} & 0140000 & Socket.\\
2561 \const{S\_IFLNK} & 0120000 & Link simbolico.\\
2562 \const{S\_IFREG} & 0100000 & File regolare.\\
2563 \const{S\_IFBLK} & 0060000 & Dispositivo a blocchi.\\
2564 \const{S\_IFDIR} & 0040000 & Directory.\\
2565 \const{S\_IFCHR} & 0020000 & Dispositivo a caratteri.\\
2566 \const{S\_IFIFO} & 0010000 & Fifo.\\
2568 \const{S\_ISUID} & 0004000 & Set UID bit \itindex{suid~bit}.\\
2569 \const{S\_ISGID} & 0002000 & Set GID bit \itindex{sgid~bit}.\\
2570 \const{S\_ISVTX} & 0001000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
2572 % \const{S\_IRWXU} & 00700 & Bitmask per i permessi del proprietario.\\
2573 \const{S\_IRUSR} & 00400 & Il proprietario ha permesso di lettura.\\
2574 \const{S\_IWUSR} & 00200 & Il proprietario ha permesso di scrittura.\\
2575 \const{S\_IXUSR} & 00100 & Il proprietario ha permesso di esecuzione.\\
2577 % \const{S\_IRWXG} & 00070 & Bitmask per i permessi del gruppo.\\
2578 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha permesso di lettura.\\
2579 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha permesso di scrittura.\\
2580 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha permesso di esecuzione.\\
2582 % \const{S\_IRWXO} & 00007 & Bitmask per i permessi di tutti gli altri\\
2583 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno permesso di lettura.\\
2584 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2585 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno permesso di esecuzione.\\
2588 \caption{Costanti per l'identificazione dei vari bit che compongono il campo
2589 \var{st\_mode} (definite in \file{sys/stat.h}).}
2590 \label{tab:file_mode_flags}
2593 Ad esempio se si volesse impostare una condizione che permetta di controllare
2594 se un file è una directory o un file ordinario si potrebbe definire la macro
2596 \includecodesnip{listati/is_file_dir.h}
2597 in cui prima si estraggono da \var{st\_mode} i bit relativi al tipo di file e
2598 poi si effettua il confronto con la combinazione di tipi scelta.
2601 \subsection{Le dimensioni dei file}
2602 \label{sec:file_file_size}
2604 Il campo \var{st\_size} di una struttura \struct{stat} contiene la dimensione
2605 del file in byte, se si tratta di un file regolare. Nel caso di un link
2606 simbolico la dimensione è quella del \itindex{pathname} \textit{pathname} che
2607 il link stesso contiene; per le fifo questo campo è sempre nullo.
2609 Il campo \var{st\_blocks} definisce la lunghezza del file in blocchi di 512
2610 byte. Il campo \var{st\_blksize} infine definisce la dimensione preferita per
2611 i trasferimenti sui file (che è la dimensione usata anche dalle librerie del C
2612 per l'interfaccia degli stream); scrivere sul file a blocchi di dati di
2613 dimensione inferiore sarebbe inefficiente.
2615 Si tenga conto che la lunghezza del file riportata in \var{st\_size} non è
2616 detto che corrisponda all'occupazione dello spazio su disco per via della
2617 possibile esistenza dei cosiddetti \index{file!\textit{hole}} \textit{holes}
2618 (letteralmente \textsl{buchi}) che si formano tutte le volte che si va a
2619 scrivere su un \itindex{sparse~file} file dopo aver eseguito uno spostamento
2620 oltre la sua fine (tratteremo in dettaglio l'argomento in
2621 sez.~\ref{sec:file_lseek}).
2623 In questo caso si avranno risultati differenti a seconda del modo in cui si
2624 calcola la lunghezza del file, ad esempio il comando \cmd{du}, (che riporta il
2625 numero di blocchi occupati) potrà dare una dimensione inferiore, mentre se si
2626 legge dal file (ad esempio usando il comando \cmd{wc -c}), dato che in tal
2627 caso per le parti non scritte vengono restituiti degli zeri, si avrà lo stesso
2628 risultato di \cmd{ls}.
2630 Se è sempre possibile allargare un file, scrivendoci sopra od usando la
2631 funzione \func{lseek} per spostarsi oltre la sua fine, esistono anche casi in
2632 cui si può avere bisogno di effettuare un troncamento, scartando i dati
2633 presenti al di là della dimensione scelta come nuova fine del file.
2635 Un file può sempre essere troncato a zero aprendolo con il flag
2636 \const{O\_TRUNC}, ma questo è un caso particolare; per qualunque altra
2637 dimensione si possono usare le due funzioni \funcd{truncate} e
2638 \funcd{ftruncate}, i cui prototipi sono:
2642 \funcdecl{int truncate(const char *file\_name, off\_t length)}
2644 \funcdecl{int ftruncate(int fd, off\_t length))}
2646 Troncano un file alla lunghezza \param{length}.
2648 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per un
2649 errore, nel qual caso \var{errno} viene impostata opportunamente; per
2650 \func{ftruncate} si hanno i valori:
2652 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2653 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} è un riferimento ad un socket, non a un
2654 file o non è aperto in scrittura.
2656 per \func{truncate} si hanno:
2658 \item[\errcode{EACCES}] il file non ha permesso di scrittura o non si ha il
2659 permesso di esecuzione una delle directory del \itindex{pathname}
2661 \item[\errcode{ETXTBSY}] il file è un programma in esecuzione.
2663 ed anche \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
2664 \errval{EROFS}, \errval{EIO}, \errval{EFAULT}, \errval{ELOOP}.}
2667 Entrambe le funzioni fan sì che la dimensione del file sia troncata ad un
2668 valore massimo specificato da \param{length}, e si distinguono solo per il
2669 fatto che il file viene indicato con il pathname \param{file\_name} per
2670 \func{truncate} e con il file descriptor \param{fd} per \funcd{ftruncate}; se
2671 il file è più lungo della lunghezza specificata i dati in eccesso saranno
2674 Il comportamento in caso di lunghezza inferiore non è specificato e dipende
2675 dall'implementazione: il file può essere lasciato invariato o esteso fino alla
2676 lunghezza scelta; nel caso di Linux viene esteso con la creazione di un
2677 \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel \itindex{sparse~file} file e ad
2678 una lettura si otterranno degli zeri; si tenga presente però che questo
2679 comportamento è supportato solo per filesystem nativi, ad esempio su un
2680 filesystem non nativo come il VFAT di Windows questo non è possibile.
2682 \subsection{I tempi dei file}
2683 \label{sec:file_file_times}
2685 Il sistema mantiene per ciascun file tre tempi, questi sono registrati
2686 \itindex{inode} nell'\textit{inode} insieme agli altri attributi del file e
2687 possono essere letti tramite la funzione \func{stat}, che li restituisce
2688 attraverso tre specifici campi della struttura \struct{stat} di
2689 fig.~\ref{fig:file_stat_struct}. Il significato di detti tempi e dei relativi
2690 campi è riportato nello schema in tab.~\ref{tab:file_file_times}, dove è anche
2691 riportato un esempio delle funzioni che effettuano cambiamenti su di essi. Il
2692 valore è espresso nel cosiddetto \itindex{calendar~time} \textit{calendar
2693 time}, su cui torneremo in dettaglio in sez.~\ref{sec:sys_time}.
2698 \begin{tabular}[c]{|c|l|l|c|}
2700 \textbf{Membro} & \textbf{Significato} & \textbf{Funzione}
2701 & \textbf{Opzione di \cmd{ls}} \\
2704 \var{st\_atime}& ultimo accesso ai dati del file &
2705 \func{read}, \func{utime} & \cmd{-u}\\
2706 \var{st\_mtime}& ultima modifica ai dati del file &
2707 \func{write}, \func{utime} & default\\
2708 \var{st\_ctime}& ultima modifica ai dati dell'\textit{inode} &
2709 \func{chmod}, \func{utime} & \cmd{-c}\\
2712 \caption{I tre tempi associati a ciascun file.}
2713 \label{tab:file_file_times}
2716 Il primo punto da tenere presente è la differenza fra il cosiddetto tempo di
2717 ultima modifica (il \textit{modification time}, \var{st\_mtime}) e il tempo di
2718 ultimo cambiamento di stato (il \textit{change time}, \var{st\_ctime}). Il
2719 primo infatti fa riferimento ad una modifica del contenuto di un file, mentre
2720 il secondo ad una modifica \itindex{inode} dell'\textit{inode}. Dato che
2721 esistono molte operazioni, come la funzione \func{link} e altre che vedremo in
2722 seguito, che modificano solo le informazioni contenute \itindex{inode}
2723 nell'\textit{inode} senza toccare il contenuto del file, diventa necessario
2724 l'utilizzo di questo secondo tempo.
2726 Il tempo di ultima modifica viene usato ad esempio da programmi come
2727 \cmd{make} per decidere quali file necessitano di essere ricompilati o
2728 (talvolta insieme anche al tempo di cambiamento di stato) per decidere quali
2729 file devono essere archiviati per il backup. Il tempo di ultimo accesso viene
2730 di solito usato per identificare i file che non vengono più utilizzati per un
2731 certo lasso di tempo. Ad esempio un programma come \texttt{leafnode} lo usa
2732 per cancellare gli articoli letti più vecchi, mentre \texttt{mutt} lo usa per
2733 marcare i messaggi di posta che risultano letti. Il sistema non tiene conto
2734 dell'ultimo accesso \itindex{inode} all'\textit{inode}, pertanto funzioni come
2735 \func{access} o \func{stat} non hanno alcuna influenza sui tre tempi. Il
2736 comando \cmd{ls} (quando usato con le opzioni \cmd{-l} o \cmd{-t}) mostra i
2737 tempi dei file secondo lo schema riportato nell'ultima colonna di
2738 tab.~\ref{tab:file_file_times}.
2740 L'aggiornamento del tempo di ultimo accesso è stato a lungo considerato un
2741 difetto progettuale di Unix, questo infatti comporta la necessità di
2742 effettuare un accesso in scrittura sul disco anche in tutti i casi in cui
2743 questa informazione non interessa e sarebbe possibile avere un semplice
2744 accesso in lettura sui dati bufferizzati. Questo comporta un ovvio costo sia
2745 in termini di prestazioni, che di consumo di risorse come la batteria per i
2746 portatili, o cicli di riscrittura per i dischi su memorie riscrivibili.
2748 Per questo motivo, onde evitare di mantenere una informazione che nella
2749 maggior parte dei casi non interessa, è sempre stato possibile disabilitare
2750 l'aggiornamento del tempo di ultimo accesso con l'opzione di montaggio
2751 \texttt{noatime}. Dato però che questo può creare problemi a qualche
2752 programma, in Linux è stata introdotta la opzione \texttt{relatime} che esegue
2753 l'aggiornamento soltanto se il tempo di ultimo accesso è precedente al tempo di
2754 ultima modifica o cambiamento, così da rendere evidente che vi è stato un
2755 accesso dopo la scrittura, ed evitando al contempo ulteriori operazioni su
2756 disco negli accessi successivi. In questo modo l'informazione relativa al
2757 fatto che un file sia stato letto resta disponibile, e ad esempio i programmi
2758 citati in precedenza continuano a funzionare. Questa opzione, a partire dal
2759 kernel 2.6.30, è diventata il comportamento di default e non deve più essere
2760 specificata esplicitamente.\footnote{si può comunque riottenere il vecchio
2761 comportamento usando la opzione di montaggio \texttt{strictatime}.}
2766 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|l|}
2768 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Funzione}}} &
2769 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2770 \textbf{File o directory del riferimento}}}&
2771 \multicolumn{3}{|p{3.6cm}|}{\centering{
2772 \textbf{Directory contenente il riferimento}}}
2773 &\multicolumn{1}{|p{3.6cm}|}{\centering{\vspace{6pt}\textbf{Note}}} \\
2776 \multicolumn{1}{|p{3cm}|}{}
2777 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2778 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2779 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2780 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(a)}}}
2781 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(m)}}}
2782 &\multicolumn{1}{|p{.9cm}|}{\centering{\textsl{(c)}}}
2783 &\multicolumn{1}{|p{3cm}|}{} \\
2786 \func{chmod}, \func{fchmod}
2787 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2788 \func{chown}, \func{fchown}
2789 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2791 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2792 con \const{O\_CREATE} \\
2794 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2795 con \const{O\_TRUNC} \\
2797 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2799 & -- & -- &$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2801 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2803 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2805 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2807 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2808 con \const{O\_CREATE} \\
2810 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &
2811 con \const{O\_TRUNC} \\
2813 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2815 &$\bullet$& -- & -- & -- & -- & -- &\\
2817 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2818 se esegue \func{unlink}\\
2820 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&
2821 se esegue \func{rmdir}\\
2823 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&
2824 per entrambi gli argomenti\\
2826 & -- & -- & -- & -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2827 \func{truncate}, \func{ftruncate}
2828 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2830 & -- & -- &$\bullet$& -- &$\bullet$&$\bullet$&\\
2832 &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2834 & -- &$\bullet$&$\bullet$& -- & -- & -- &\\
2837 \caption{Prospetto dei cambiamenti effettuati sui tempi di ultimo
2838 accesso \textsl{(a)}, ultima modifica \textsl{(m)} e ultimo cambiamento
2839 \textsl{(c)} dalle varie funzioni operanti su file e directory.}
2840 \label{tab:file_times_effects}
2844 L'effetto delle varie funzioni di manipolazione dei file sui relativi tempi è
2845 illustrato in tab.~\ref{tab:file_times_effects}, facendo riferimento al
2846 comportamento classico per quanto riguarda \var{st\_atime}. Si sono riportati
2847 gli effetti sia per il file a cui si fa riferimento, sia per la directory che
2848 lo contiene; questi ultimi possono essere capiti se si tiene conto di quanto
2849 già detto, e cioè che anche le directory sono anch'esse file che contengono
2850 una lista di nomi, che il sistema tratta in maniera del tutto analoga a tutti
2853 Per questo motivo tutte le volte che compiremo un'operazione su un file che
2854 comporta una modifica del nome contenuto nella directory, andremo anche a
2855 scrivere sulla directory che lo contiene cambiandone il tempo di modifica. Un
2856 esempio di questo tipo di operazione può essere la cancellazione di un file,
2857 invece leggere o scrivere o cambiare i permessi di un file ha effetti solo sui
2858 tempi di quest'ultimo.
2860 Si noti infine come \var{st\_ctime} non abbia nulla a che fare con il tempo di
2861 creazione del file, usato in molti altri sistemi operativi, ma che in Unix non
2862 esiste. Per questo motivo quando si copia un file, a meno di preservare
2863 esplicitamente i tempi (ad esempio con l'opzione \cmd{-p} di \cmd{cp}) esso
2864 avrà sempre il tempo corrente come data di ultima modifica.
2866 I tempi di ultimo accesso e modifica possono essere modificati esplicitamente
2867 usando la funzione \funcd{utime}, il cui prototipo è:
2868 \begin{prototype}{utime.h}
2869 {int utime(const char *filename, struct utimbuf *times)}
2870 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2872 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2873 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2875 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2876 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2878 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2881 La funzione cambia i tempi di ultimo accesso e modifica del file specificato
2882 dall'argomento \param{filename}, e richiede come secondo argomento il
2883 puntatore ad una struttura \struct{utimbuf}, la cui definizione è riportata in
2884 fig.~\ref{fig:struct_utimebuf}, con i nuovi valori di detti tempi
2885 (rispettivamente nei campi \var{actime} e \var{modtime}). Se si passa un
2886 puntatore nullo verrà impostato il tempo corrente.
2888 \begin{figure}[!htb]
2889 \footnotesize \centering
2890 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2891 \includestruct{listati/utimbuf.h}
2894 \caption{La struttura \structd{utimbuf}, usata da \func{utime} per modificare
2896 \label{fig:struct_utimebuf}
2899 L'effetto della funzione e i privilegi necessari per eseguirla dipendono da
2900 cosa è l'argomento \param{times}; se è \val{NULL} la funzione imposta il
2901 tempo corrente ed è sufficiente avere accesso in scrittura al file; se invece
2902 si è specificato un valore la funzione avrà successo solo se si è proprietari
2903 del file o si hanno i privilegi di amministratore.
2905 Si tenga presente che non è comunque possibile specificare il tempo di
2906 cambiamento di stato del file, che viene aggiornato direttamente dal kernel
2907 tutte le volte che si modifica \itindex{inode} l'\textit{inode} (quindi anche
2908 alla chiamata di \func{utime}). Questo serve anche come misura di sicurezza
2909 per evitare che si possa modificare un file nascondendo completamente le
2910 proprie tracce. In realtà la cosa resta possibile se si è in grado di accedere
2911 al \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, scrivendo direttamente sul
2912 disco senza passare attraverso il filesystem, ma ovviamente in questo modo la
2913 cosa è più complicata da realizzare.
2915 A partire dal kernel 2.6 la risoluzione dei tempi dei file, che nei campi di
2916 tab.~\ref{tab:file_file_times} è espressa in secondi, è stata portata ai
2917 nanosecondi per la gran parte dei filesystem. La ulteriore informazione può
2918 essere acceduta attraverso altri campi appositamente aggiunti alla struttura
2919 \struct{stat}. Se si sono definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} o
2920 \macro{\_SVID\_SOURCE} questi sono \var{st\_atim.tv\_nsec},
2921 \var{st\_mtim.tv\_nsec} e \var{st\_ctim.tv\_nsec} se queste non sono definite,
2922 \var{st\_atimensec}, \var{st\_mtimensec} e \var{st\_mtimensec}. Qualora il
2923 supporto per questa maggior precisione sia assente questi campi aggiuntivi
2926 Per la gestione di questi nuovi valori è stata definita una seconda funzione
2927 di modifica, \funcd{utimes}, che consente di specificare tempi con maggior
2928 precisione; il suo prototipo è:
2931 {int utimes(const char *filename, struct timeval times[2])}
2932 Modifica i tempi di ultimo accesso e modifica di un file.
2934 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2935 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2937 \item[\errcode{EACCES}] non si ha il permesso di scrittura sul file.
2938 \item[\errcode{EPERM}] non si è proprietari del file.
2940 ed inoltre \errval{EROFS} e \errval{ENOENT}.}
2943 La funzione è del tutto analoga alla precedente \func{utime} ma usa come
2944 secondo argomento un vettore di due strutture \struct{timeval}, la cui
2945 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che consentono
2946 di indicare i tempi con una precisione del microsecondo. Il primo elemento
2947 di \param{times} indica il valore per il tempo di ultimo accesso, il secondo
2948 quello per il tempo di ultima modifica. Se si indica come secondo argomento un
2949 puntatore nullo di nuovo verrà utilizzato il tempo corrente.
2951 \begin{figure}[!htb]
2952 \footnotesize \centering
2953 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
2954 \includestruct{listati/timeval.h}
2957 \caption{La struttura \structd{timeval} usata per indicare valori di tempo
2958 con la precisione del microsecondo.}
2959 \label{fig:sys_timeval_struct}
2962 Oltre ad \func{utimes} su Linux sono presenti altre due funzioni,\footnote{le
2963 due funzioni non sono definite in nessuno standard, ma sono presenti, oltre
2964 che su Linux, anche su BSD.} \funcd{futimes} e \funcd{lutimes}, che
2965 consentono rispettivamente di effettuare la modifica utilizzando un file
2966 già aperto o di eseguirla direttamente su un link simbolico. I relativi
2969 \headdecl{sys/time.h}
2971 \funcdecl{int futimes(int fd, const struct timeval tv[2])} Cambia i tempi
2972 di un file già aperto specificato tramite il file descriptor \param{fd}.
2974 \funcdecl{int lutimes(const char *filename, const struct timeval tv[2])}
2975 Cambia i tempi di \param{filename} anche se questo è un link simbolico.
2978 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
2979 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
2980 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
2982 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
2983 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
2987 Le due funzioni anno lo stesso comportamento di \texttt{utimes} e richiedono
2988 gli stessi privilegi per poter operare, la differenza è che con \func{futimes}
2989 si può indicare il file su cui operare facendo riferimento al relativo file
2990 descriptor mentre con \func{lutimes} nel caso in cui \param{filename} sia un
2991 link simbolico saranno modificati i suoi tempi invece di quelli del file a cui
2994 Nonostante il kernel, come accennato, supporti risoluzioni dei tempi dei file
2995 fino al nanosecondo, le funzioni fin qui esaminate non consentono di impostare
2996 valori con questa precisione. Per questo sono state introdotte due nuove
2997 funzioni, \funcd{futimens} e \func{utimensat}, in grado di eseguire questo
2998 compito; i rispettivi prototipi sono:
3000 \headdecl{sys/time.h}
3002 \funcdecl{futimens(int fd, const struct timespec times[2])} Cambia i tempi
3003 di un file già aperto, specificato dal file descriptor \param{fd}.
3005 \funcdecl{int utimensat(int dirfd, const char *pathname, const struct
3006 timespec times[2], int flags)} Cambia i tempi del file \param{pathname}.
3009 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e $-1$ per un
3010 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà gli stessi valori di
3011 \func{utimes}, con in più per \func{futimes}:
3013 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor.
3014 \item[\errcode{ENOSYS}] il filesystem \texttt{/proc} non è accessibile.
3018 Entrambe le funzioni utilizzano per indicare i valori dei tempi un
3019 vettore \param{times} di due strutture \struct{timespec} che permette di
3020 specificare un valore di tempo con una precisione fino al nanosecondo, la cui
3021 definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_timespec_struct}.
3023 \begin{figure}[!htb]
3024 \footnotesize \centering
3025 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
3026 \includestruct{listati/timespec.h}
3029 \caption{La struttura \structd{timespec} usata per indicare valori di tempo
3030 con la precisione del nanosecondo.}
3031 \label{fig:sys_timespec_struct}
3034 Come per le precedenti funzioni il primo elemento di \param{times} indica il
3035 tempo di ultimo accesso ed il secondo quello di ultima modifica, e se si usa
3036 il valore \val{NULL} verrà impostato il tempo corrente sia per l'ultimo
3037 accesso che per l'ultima modifica. Nei singoli elementi di \param{times} si
3038 possono inoltre utilizzare due valori speciali per il campo \var{tv\_nsec}:
3039 con \const{UTIME\_NOW} si richiede l'uso del tempo corrente, mentre con
3040 \const{UTIME\_OMIT} si richiede di non impostare il tempo. Si può così
3041 aggiornare in maniera specifica soltanto uno fra il tempo di ultimo accesso e
3042 quello di ultima modifica. Quando si usa uno di questi valori speciali per
3043 \var{tv\_nsec} il corrispondente valore di \var{tv\_sec} viene ignorato.
3045 Queste due funzioni sono una estensione definita in una recente revisione
3046 dello standard POSIX (la POSIX.1-2008); sono state introdotte a partire dal
3047 kernel 2.6.22, e supportate dalle \acr{glibc} a partire dalla versione
3048 2.6.\footnote{in precedenza, a partire dal kernel 2.6.16, era stata introdotta
3049 la funzione \func{futimesat} seguendo una bozza della revisione dello
3050 standard poi modificata, questa funzione, sostituita da \func{utimensat}, è
3051 stata dichiarata obsoleta, non è supportata da nessuno standard e non deve
3052 essere più utilizzata: pertanto non la tratteremo.} La prima è
3053 sostanzialmente una estensione di \func{futimes} che consente di specificare i
3054 tempi con precisione maggiore, la seconda supporta invece, rispetto ad
3055 \func{utimes}, una sintassi più complessa che, come vedremo in
3056 sez.~\ref{sec:file_openat} consente una indicazione sicura dei
3057 \textit{pathname relativi} specificando la directory da usare come riferimento
3058 in \param{dirfd} e la possibilità di usare \param{flags} per indicare alla
3059 funzione di dereferenziare o meno i link simbolici; si rimanda pertanto la
3060 spiegazione del significato degli argomenti aggiuntivi alla trattazione
3061 generica delle varie funzioni che usano la stessa sintassi, effettuata in
3062 sez.~\ref{sec:file_openat}.
3065 \section{Il controllo di accesso ai file}
3066 \label{sec:file_access_control}
3068 Una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi unix-like è quella
3069 del controllo di accesso ai file, che viene implementato per qualunque
3070 filesystem standard.\footnote{per standard si intende che implementa le
3071 caratteristiche previste dallo standard POSIX; in Linux sono disponibili
3072 anche una serie di altri filesystem, come quelli di Windows e del Mac, che
3073 non supportano queste caratteristiche.} In questa sezione ne esamineremo i
3074 concetti essenziali e le funzioni usate per gestirne i vari aspetti.
3077 \subsection{I permessi per l'accesso ai file}
3078 \label{sec:file_perm_overview}
3080 Ad ogni file Linux associa sempre l'utente che ne è proprietario (il
3081 cosiddetto \textit{owner}) ed un gruppo di appartenenza, secondo il meccanismo
3082 degli identificatori di utente e gruppo (\acr{uid} e \acr{gid}). Questi valori
3083 sono accessibili da programma tramite la funzione \func{stat}, e sono
3084 mantenuti nei campi \var{st\_uid} e \var{st\_gid} della struttura
3085 \struct{stat} (si veda sez.~\ref{sec:file_stat}).\footnote{questo è vero solo
3086 per filesystem di tipo Unix, ad esempio non è vero per il filesystem vfat di
3087 Windows, che non fornisce nessun supporto per l'accesso multiutente, e per
3088 il quale i permessi vengono assegnati in maniera fissa con un opzione in
3091 Il controllo di accesso ai file segue un modello abbastanza semplice che
3092 prevede tre permessi fondamentali strutturati su tre livelli di accesso.
3093 Esistono varie estensioni a questo modello,\footnote{come le \textit{Access
3094 Control List} che sono state aggiunte ai filesystem standard con opportune
3095 estensioni (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}) per arrivare a meccanismi di
3096 controllo ancora più sofisticati come il \textit{mandatory access control}
3097 di SE-Linux.} ma nella maggior parte dei casi il meccanismo standard è più
3098 che sufficiente a soddisfare tutte le necessità più comuni. I tre permessi di
3099 base associati ad ogni file sono:
3101 \item il permesso di lettura (indicato con la lettera \texttt{r}, dall'inglese
3103 \item il permesso di scrittura (indicato con la lettera \texttt{w},
3104 dall'inglese \textit{write}).
3105 \item il permesso di esecuzione (indicato con la lettera \texttt{x},
3106 dall'inglese \textit{execute}).
3108 mentre i tre livelli su cui sono divisi i privilegi sono:
3110 \item i privilegi per l'utente proprietario del file.
3111 \item i privilegi per un qualunque utente faccia parte del gruppo cui
3113 \item i privilegi per tutti gli altri utenti.
3116 L'insieme dei permessi viene espresso con un numero a 12 bit; di questi i nove
3117 meno significativi sono usati a gruppi di tre per indicare i permessi base di
3118 lettura, scrittura ed esecuzione e sono applicati rispettivamente
3119 rispettivamente al proprietario, al gruppo, a tutti gli altri.
3123 \includegraphics[width=6cm]{img/fileperm}
3124 \caption{Lo schema dei bit utilizzati per specificare i permessi di un file
3125 contenuti nel campo \var{st\_mode} di \struct{stat}.}
3126 \label{fig:file_perm_bit}
3129 I restanti tre bit (noti come \itindex{suid~bit} \textit{suid bit},
3130 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid bit}, e \itindex{sticky~bit} \textit{sticky
3131 bit}) sono usati per indicare alcune caratteristiche più complesse del
3132 meccanismo del controllo di accesso su cui torneremo in seguito (in
3133 sez.~\ref{sec:file_special_perm}); lo schema di allocazione dei bit è
3134 riportato in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3136 Anche i permessi, come tutte le altre informazioni pertinenti al file, sono
3137 memorizzati \itindex{inode} nell'\textit{inode}; in particolare essi sono
3138 contenuti in alcuni bit del campo \var{st\_mode} della struttura \struct{stat}
3139 (si veda di nuovo fig.~\ref{fig:file_stat_struct}).
3141 In genere ci si riferisce ai tre livelli dei privilegi usando le lettere
3142 \cmd{u} (per \textit{user}), \cmd{g} (per \textit{group}) e \cmd{o} (per
3143 \textit{other}), inoltre se si vuole indicare tutti i raggruppamenti insieme
3144 si usa la lettera \cmd{a} (per \textit{all}). Si tenga ben presente questa
3145 distinzione dato che in certi casi, mutuando la terminologia in uso nel VMS,
3146 si parla dei permessi base come di permessi per \textit{owner}, \textit{group}
3147 ed \textit{all}, le cui iniziali possono dar luogo a confusione. Le costanti
3148 che permettono di accedere al valore numerico di questi bit nel campo
3149 \var{st\_mode} sono riportate in tab.~\ref{tab:file_bit_perm}.
3154 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
3156 \textbf{\var{st\_mode}} bit & \textbf{Significato} \\
3159 \const{S\_IRUSR} & \textit{user-read}, l'utente può leggere.\\
3160 \const{S\_IWUSR} & \textit{user-write}, l'utente può scrivere.\\
3161 \const{S\_IXUSR} & \textit{user-execute}, l'utente può eseguire.\\
3163 \const{S\_IRGRP} & \textit{group-read}, il gruppo può leggere.\\
3164 \const{S\_IWGRP} & \textit{group-write}, il gruppo può scrivere.\\
3165 \const{S\_IXGRP} & \textit{group-execute}, il gruppo può eseguire.\\
3167 \const{S\_IROTH} & \textit{other-read}, tutti possono leggere.\\
3168 \const{S\_IWOTH} & \textit{other-write}, tutti possono scrivere.\\
3169 \const{S\_IXOTH} & \textit{other-execute}, tutti possono eseguire.\\
3172 \caption{I bit dei permessi di accesso ai file, come definiti in
3173 \texttt{<sys/stat.h>}}
3174 \label{tab:file_bit_perm}
3177 I permessi vengono usati in maniera diversa dalle varie funzioni, e a seconda
3178 che si riferiscano a dei file, dei link simbolici o delle directory; qui ci
3179 limiteremo ad un riassunto delle regole generali, entrando nei dettagli più
3182 La prima regola è che per poter accedere ad un file attraverso il suo
3183 \itindex{pathname} \textit{pathname} occorre il permesso di esecuzione in
3184 ciascuna delle directory che compongono il \textit{pathname}; lo stesso vale
3185 per aprire un file nella directory corrente (per la quale appunto serve il
3186 diritto di esecuzione).
3188 Per una directory infatti il permesso di esecuzione significa che essa può
3189 essere attraversata nella risoluzione del \itindex{pathname}
3190 \textit{pathname}, ed è distinto dal permesso di lettura che invece implica
3191 che si può leggere il contenuto della directory.
3193 Questo significa che se si ha il permesso di esecuzione senza permesso di
3194 lettura si potrà lo stesso aprire un file in una directory (se si hanno i
3195 permessi opportuni per il medesimo) ma non si potrà vederlo con \cmd{ls}
3196 (mentre per crearlo occorrerà anche il permesso di scrittura per la
3199 Avere il permesso di lettura per un file consente di aprirlo con le opzioni
3200 (si veda quanto riportato in tab.~\ref{tab:file_open_flags}) di sola lettura o
3201 di lettura/scrittura e leggerne il contenuto. Avere il permesso di scrittura
3202 consente di aprire un file in sola scrittura o lettura/scrittura e modificarne
3203 il contenuto, lo stesso permesso è necessario per poter troncare il file.
3205 Non si può creare un file fintanto che non si disponga del permesso di
3206 esecuzione e di quello di scrittura per la directory di destinazione; gli
3207 stessi permessi occorrono per cancellare un file da una directory (si ricordi
3208 che questo non implica necessariamente la rimozione del contenuto del file dal
3209 disco), non è necessario nessun tipo di permesso per il file stesso (infatti
3210 esso non viene toccato, viene solo modificato il contenuto della directory,
3211 rimuovendo la voce che ad esso fa riferimento).
3213 Per poter eseguire un file (che sia un programma compilato od uno script di
3214 shell, od un altro tipo di file eseguibile riconosciuto dal kernel), occorre
3215 avere il permesso di esecuzione, inoltre solo i file regolari possono essere
3218 I permessi per un link simbolico sono ignorati, contano quelli del file a cui
3219 fa riferimento; per questo in genere il comando \cmd{ls} riporta per un link
3220 simbolico tutti i permessi come concessi; utente e gruppo a cui esso
3221 appartiene vengono pure ignorati quando il link viene risolto, vengono
3222 controllati solo quando viene richiesta la rimozione del link e quest'ultimo è
3223 in una directory con lo \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} impostato (si
3224 veda sez.~\ref{sec:file_special_perm}).
3226 La procedura con cui il kernel stabilisce se un processo possiede un certo
3227 permesso (di lettura, scrittura o esecuzione) si basa sul confronto fra
3228 l'utente e il gruppo a cui il file appartiene (i valori di \var{st\_uid} e
3229 \var{st\_gid} accennati in precedenza) e l'\acr{uid} effettivo, il \acr{gid}
3230 effettivo e gli eventuali \acr{gid} supplementari del processo.\footnote{in
3231 realtà Linux, per quanto riguarda l'accesso ai file, utilizza gli
3232 identificatori del gruppo \textit{filesystem} (si ricordi quanto esposto in
3233 sez.~\ref{sec:proc_perms}), ma essendo questi del tutto equivalenti ai primi,
3234 eccetto il caso in cui si voglia scrivere un server NFS, ignoreremo questa
3237 Per una spiegazione dettagliata degli identificatori associati ai processi si
3238 veda sez.~\ref{sec:proc_perms}; normalmente, a parte quanto vedremo in
3239 sez.~\ref{sec:file_special_perm}, l'\acr{uid} effettivo e il \acr{gid} effettivo
3240 corrispondono ai valori dell'\acr{uid} e del \acr{gid} dell'utente che ha
3241 lanciato il processo, mentre i \acr{gid} supplementari sono quelli dei gruppi
3242 cui l'utente appartiene.
3244 I passi attraverso i quali viene stabilito se il processo possiede il diritto
3245 di accesso sono i seguenti:
3247 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è zero (corrispondente
3248 all'amministratore) l'accesso è sempre garantito senza nessun ulteriore
3249 controllo. Per questo motivo \textsl{root} ha piena libertà di accesso a
3251 \item Se l'\acr{uid} effettivo del processo è uguale all'\acr{uid} del
3252 proprietario del file (nel qual caso si dice che il processo è proprietario
3255 \item se il relativo\footnote{per relativo si intende il bit di user-read se
3256 il processo vuole accedere in lettura, quello di user-write per
3257 l'accesso in scrittura, ecc.} bit dei permessi d'accesso dell'utente è
3258 impostato, l'accesso è consentito
3259 \item altrimenti l'accesso è negato
3261 \item Se il \acr{gid} effettivo del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
3262 dei processi corrispondono al \acr{gid} del file allora:
3264 \item se il bit dei permessi d'accesso del gruppo è impostato, l'accesso è
3266 \item altrimenti l'accesso è negato
3268 \item Se il bit dei permessi d'accesso per tutti gli altri è impostato,
3269 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
3272 Si tenga presente che questi passi vengono eseguiti esattamente in
3273 quest'ordine. Questo vuol dire che se un processo è il proprietario di un file,
3274 l'accesso è consentito o negato solo sulla base dei permessi per l'utente; i
3275 permessi per il gruppo non vengono neanche controllati. Lo stesso vale se il
3276 processo appartiene ad un gruppo appropriato, in questo caso i permessi per
3277 tutti gli altri non vengono controllati.
3280 \subsection{I bit dei permessi speciali}
3281 \label{sec:file_special_perm}
3286 Come si è accennato (in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}) nei dodici bit del
3287 campo \var{st\_mode} di \struct{stat} che vengono usati per il controllo di
3288 accesso oltre ai bit dei permessi veri e propri, ci sono altri tre bit che
3289 vengono usati per indicare alcune proprietà speciali dei file. Due di questi
3290 sono i bit detti \acr{suid} (da \textit{set-user-ID bit}) e \acr{sgid} (da
3291 \textit{set-group-ID bit}) che sono identificati dalle costanti
3292 \const{S\_ISUID} e \const{S\_ISGID}.
3294 Come spiegato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_exec}, quando si lancia un
3295 programma il comportamento normale del kernel è quello di impostare gli
3296 identificatori del gruppo \textit{effective} del nuovo processo al valore dei
3297 corrispondenti del gruppo \textit{real} del processo corrente, che normalmente
3298 corrispondono a quelli dell'utente con cui si è entrati nel sistema.
3300 Se però il file del programma (che ovviamente deve essere
3301 eseguibile\footnote{per motivi di sicurezza il kernel ignora i bit \acr{suid}
3302 e \acr{sgid} per gli script eseguibili.}) ha il bit \acr{suid} impostato, il
3303 kernel assegnerà come \acr{uid} effettivo al nuovo processo l'\acr{uid} del
3304 proprietario del file al posto dell'\acr{uid} del processo originario. Avere
3305 il bit \acr{sgid} impostato ha lo stesso effetto sul \acr{gid} effettivo del
3308 I bit \acr{suid} e \acr{sgid} vengono usati per permettere agli utenti normali
3309 di usare programmi che richiedono privilegi speciali; l'esempio classico è il
3310 comando \cmd{passwd} che ha la necessità di modificare il file delle password,
3311 quest'ultimo ovviamente può essere scritto solo dall'amministratore, ma non è
3312 necessario chiamare l'amministratore per cambiare la propria password. Infatti
3313 il comando \cmd{passwd} appartiene a root ma ha il bit \acr{suid} impostato
3314 per cui quando viene lanciato da un utente normale parte con i privilegi di
3317 Chiaramente avere un processo che ha privilegi superiori a quelli che avrebbe
3318 normalmente l'utente che lo ha lanciato comporta vari rischi, e questo tipo di
3319 programmi devono essere scritti accuratamente per evitare che possano essere
3320 usati per guadagnare privilegi non consentiti (l'argomento è affrontato in
3321 dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}).
3323 La presenza dei bit \acr{suid} e \acr{sgid} su un file può essere rilevata con
3324 il comando \cmd{ls -l}, che visualizza una lettera \cmd{s} al posto della
3325 \cmd{x} in corrispondenza dei permessi di utente o gruppo. La stessa lettera
3326 \cmd{s} può essere usata nel comando \cmd{chmod} per impostare questi bit.
3327 Infine questi bit possono essere controllati all'interno di \var{st\_mode} con
3328 l'uso delle due costanti \const{S\_ISUID} e \const{S\_IGID}, i cui valori sono
3329 riportati in tab.~\ref{tab:file_mode_flags}.
3331 Gli stessi bit vengono ad assumere in significato completamente diverso per le
3332 directory, normalmente infatti Linux usa la convenzione di SVr4 per indicare
3333 con questi bit l'uso della semantica BSD nella creazione di nuovi file (si
3334 veda sez.~\ref{sec:file_ownership_management} per una spiegazione dettagliata
3337 Infine Linux utilizza il bit \acr{sgid} per un'ulteriore estensione mutuata
3338 da SVr4. Il caso in cui un file ha il bit \acr{sgid} impostato senza che lo
3339 sia anche il corrispondente bit di esecuzione viene utilizzato per attivare
3340 per quel file il \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking}
3341 (affronteremo questo argomento in dettaglio più avanti, in
3342 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3348 \itindbeg{sticky~bit}
3350 L'ultimo dei bit rimanenti, identificato dalla costante \const{S\_ISVTX}, è in
3351 parte un rimasuglio delle origini dei sistemi Unix. A quell'epoca infatti la
3352 memoria virtuale e l'accesso ai file erano molto meno sofisticati e per
3353 ottenere la massima velocità possibile per i programmi usati più comunemente
3354 si poteva impostare questo bit.
3356 L'effetto di questo bit era che il \index{segmento!testo} segmento di testo
3357 del programma (si veda sez.~\ref{sec:proc_mem_layout} per i dettagli) veniva
3358 scritto nella swap la prima volta che questo veniva lanciato, e vi permaneva
3359 fino al riavvio della macchina (da questo il nome di \textsl{sticky bit});
3360 essendo la swap un file continuo o una partizione indicizzata direttamente si
3361 poteva risparmiare in tempo di caricamento rispetto alla ricerca attraverso la
3362 struttura del filesystem. Lo \textsl{sticky bit} è indicato usando la lettera
3363 \texttt{t} al posto della \texttt{x} nei permessi per gli altri.
3365 Ovviamente per evitare che gli utenti potessero intasare la swap solo
3366 l'amministratore era in grado di impostare questo bit, che venne chiamato
3367 anche con il nome di \textit{saved text bit}, da cui deriva quello della
3368 costante. Le attuali implementazioni di memoria virtuale e filesystem rendono
3369 sostanzialmente inutile questo procedimento.
3371 Benché ormai non venga più utilizzato per i file, lo \textit{sticky bit} ha
3372 invece assunto un uso importante per le directory;\footnote{lo \textit{sticky
3373 bit} per le directory è un'estensione non definita nello standard POSIX,
3374 Linux però la supporta, così come BSD e SVr4.} in questo caso se tale bit è
3375 impostato un file potrà essere rimosso dalla directory soltanto se l'utente ha
3376 il permesso di scrittura su di essa ed inoltre è vera una delle seguenti
3379 \item l'utente è proprietario del file
3380 \item l'utente è proprietario della directory
3381 \item l'utente è l'amministratore
3383 un classico esempio di directory che ha questo bit impostato è \file{/tmp}, i
3384 permessi infatti di solito sono i seguenti:
3387 drwxrwxrwt 6 root root 1024 Aug 10 01:03 /tmp
3389 quindi con lo \textit{sticky bit} bit impostato. In questo modo qualunque
3390 utente nel sistema può creare dei file in questa directory (che, come
3391 suggerisce il nome, è normalmente utilizzata per la creazione di file
3392 temporanei), ma solo l'utente che ha creato un certo file potrà cancellarlo o
3393 rinominarlo. In questo modo si evita che un utente possa, più o meno
3394 consapevolmente, cancellare i file temporanei creati degli altri utenti.
3396 \itindend{sticky~bit}
3398 \subsection{Le funzioni per la gestione dei permessi dei file}
3399 \label{sec:file_perm_management}
3401 Come visto in sez.~\ref{sec:file_access_control} il controllo di accesso ad un
3402 file viene fatto utilizzando l'\acr{uid} ed il \acr{gid} effettivo del processo;
3403 ci sono casi però in cui si può voler effettuare il controllo con l'\acr{uid}
3404 reale ed il \acr{gid} reale, vale a dire usando i valori di \acr{uid} e
3405 \acr{gid} relativi all'utente che ha lanciato il programma, e che, come
3406 accennato in sez.~\ref{sec:file_special_perm} e spiegato in dettaglio in
3407 sez.~\ref{sec:proc_perms}, non è detto siano uguali a quelli effettivi.
3409 Per far questo si può usare la funzione \funcd{access}, il cui prototipo è:
3410 \begin{prototype}{unistd.h}
3411 {int access(const char *pathname, int mode)}
3413 Verifica i permessi di accesso.
3415 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se l'accesso è consentito, -1 se l'accesso non
3416 è consentito ed in caso di errore; nel qual caso la variabile \var{errno}
3419 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{mode} non è valido.
3420 \item[\errcode{EACCES}] l'accesso al file non è consentito, o non si ha il
3421 permesso di attraversare una delle directory di \param{pathname}.
3422 \item[\errcode{EROFS}] si è richiesto l'accesso in scrittura per un file su
3423 un filesystem montato in sola lettura.
3425 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
3426 \errval{ENOTDIR}, \errval{ELOOP}, \errval{EIO}.}
3429 La funzione verifica i permessi di accesso, indicati da \param{mode}, per il
3430 file indicato da \param{pathname}. I valori possibili per l'argomento
3431 \param{mode} sono esprimibili come combinazione delle costanti numeriche
3432 riportate in tab.~\ref{tab:file_access_mode_val} (attraverso un OR binario
3433 delle stesse). I primi tre valori implicano anche la verifica dell'esistenza
3434 del file, se si vuole verificare solo quest'ultima si può usare \const{F\_OK},
3435 o anche direttamente \func{stat}. Nel caso in cui \param{pathname} si
3436 riferisca ad un link simbolico, questo viene seguito ed il controllo è fatto
3437 sul file a cui esso fa riferimento.
3439 La funzione controlla solo i bit dei permessi di accesso, si ricordi che il
3440 fatto che una directory abbia permesso di scrittura non significa che ci si
3441 possa scrivere come in un file, e il fatto che un file abbia permesso di
3442 esecuzione non comporta che contenga un programma eseguibile. La funzione
3443 ritorna zero solo se tutte i permessi controllati sono disponibili, in caso
3444 contrario (o di errore) ritorna -1.
3448 \begin{tabular}{|c|l|}
3450 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Significato} \\
3453 \const{R\_OK} & Verifica il permesso di lettura. \\
3454 \const{W\_OK} & Verifica il permesso di scrittura. \\
3455 \const{X\_OK} & Verifica il permesso di esecuzione. \\
3456 \const{F\_OK} & Verifica l'esistenza del file. \\
3459 \caption{Valori possibile per l'argomento \param{mode} della funzione
3461 \label{tab:file_access_mode_val}
3464 Un esempio tipico per l'uso di questa funzione è quello di un processo che sta
3465 eseguendo un programma coi privilegi di un altro utente (ad esempio attraverso
3466 l'uso del \itindex{suid~bit} \textit{suid bit}) che vuole controllare se
3467 l'utente originale ha i permessi per accedere ad un certo file.
3469 Del tutto analoghe a \func{access} sono le due funzioni \funcd{euidaccess} e
3470 \funcd{eaccess} che ripetono lo stesso controllo usando però gli
3471 identificatori del gruppo effettivo, verificando quindi le effettive capacità
3472 di accesso ad un file. Le funzioni hanno entrambe lo stesso
3473 prototipo\footnote{in realtà \func{eaccess} è solo un sinonimo di
3474 \func{euidaccess} fornita per compatibilità con l'uso di questo nome in
3475 altri sistemi.} che è del tutto identico a quello di \func{access}. Prendono
3476 anche gli stessi valori e restituiscono gli stessi risultati e gli stessi
3479 Per cambiare i permessi di un file il sistema mette ad disposizione due
3480 funzioni \funcd{chmod} e \funcd{fchmod}, che operano rispettivamente su un
3481 filename e su un file descriptor, i loro prototipi sono:
3483 \headdecl{sys/types.h}
3484 \headdecl{sys/stat.h}
3486 \funcdecl{int chmod(const char *path, mode\_t mode)} Cambia i permessi del
3487 file indicato da \param{path} al valore indicato da \param{mode}.
3489 \funcdecl{int fchmod(int fd, mode\_t mode)} Analoga alla precedente, ma usa
3490 il file descriptor \param{fd} per indicare il file.
3492 \bodydesc{Le funzioni restituiscono zero in caso di successo e -1 per
3493 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
3495 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3496 proprietario del file o non è zero.
3497 \item[\errcode{EROFS}] il file è su un filesystem in sola lettura.
3499 ed inoltre \errval{EIO}; \func{chmod} restituisce anche \errval{EFAULT},
3500 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3501 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchmod} anche \errval{EBADF}.}
3504 Entrambe le funzioni utilizzano come secondo argomento \param{mode}, una
3505 variabile dell'apposito tipo primitivo \type{mode\_t} (vedi
3506 tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}) utilizzato per specificare i permessi sui
3512 \begin{tabular}[c]{|c|c|l|}
3514 \textbf{\param{mode}} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
3517 \const{S\_ISUID} & 04000 & Set user ID \itindex{suid~bit}.\\
3518 \const{S\_ISGID} & 02000 & Set group ID \itindex{sgid~bit}.\\
3519 \const{S\_ISVTX} & 01000 & Sticky bit \itindex{sticky~bit}.\\
3521 \const{S\_IRWXU} & 00700 & L'utente ha tutti i permessi.\\
3522 \const{S\_IRUSR} & 00400 & L'utente ha il permesso di lettura.\\
3523 \const{S\_IWUSR} & 00200 & L'utente ha il permesso di scrittura.\\
3524 \const{S\_IXUSR} & 00100 & L'utente ha il permesso di esecuzione.\\
3526 \const{S\_IRWXG} & 00070 & Il gruppo ha tutti i permessi.\\
3527 \const{S\_IRGRP} & 00040 & Il gruppo ha il permesso di lettura.\\
3528 \const{S\_IWGRP} & 00020 & Il gruppo ha il permesso di scrittura.\\
3529 \const{S\_IXGRP} & 00010 & Il gruppo ha il permesso di esecuzione.\\
3531 \const{S\_IRWXO} & 00007 & Gli altri hanno tutti i permessi.\\
3532 \const{S\_IROTH} & 00004 & Gli altri hanno il permesso di lettura.\\
3533 \const{S\_IWOTH} & 00002 & Gli altri hanno il permesso di scrittura.\\
3534 \const{S\_IXOTH} & 00001 & Gli altri hanno il permesso di esecuzione.\\
3537 \caption{Valori delle costanti usate per indicare i vari bit di
3538 \param{mode} utilizzato per impostare i permessi dei file.}
3539 \label{tab:file_permission_const}
3542 Le costanti con cui specificare i singoli bit di \param{mode} sono riportate
3543 in tab.~\ref{tab:file_permission_const}. Il valore di \param{mode} può essere
3544 ottenuto combinando fra loro con un OR binario le costanti simboliche relative
3545 ai vari bit, o specificato direttamente, come per l'omonimo comando di shell,
3546 con un valore numerico (la shell lo vuole in ottale, dato che i bit dei
3547 permessi sono divisibili in gruppi di tre), che si può calcolare direttamente
3548 usando lo schema si utilizzo dei bit illustrato in
3549 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3551 Ad esempio i permessi standard assegnati ai nuovi file (lettura e scrittura
3552 per il proprietario, sola lettura per il gruppo e gli altri) sono
3553 corrispondenti al valore ottale $0644$, un programma invece avrebbe anche il
3554 bit di esecuzione attivo, con un valore di $0755$, se si volesse attivare il
3555 bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} il valore da fornire sarebbe $4755$.
3557 Il cambiamento dei permessi di un file eseguito attraverso queste funzioni ha
3558 comunque alcune limitazioni, previste per motivi di sicurezza. L'uso delle
3559 funzioni infatti è possibile solo se l'\acr{uid} effettivo del processo
3560 corrisponde a quello del proprietario del file o dell'amministratore,
3561 altrimenti esse falliranno con un errore di \errcode{EPERM}.
3563 Ma oltre a questa regola generale, di immediata comprensione, esistono delle
3564 limitazioni ulteriori. Per questo motivo, anche se si è proprietari del file,
3565 non tutti i valori possibili di \param{mode} sono permessi o hanno effetto;
3566 in particolare accade che:
3568 \item siccome solo l'amministratore può impostare lo \itindex{sticky~bit}
3569 \textit{sticky bit}, se l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero esso
3570 viene automaticamente cancellato (senza notifica di errore) qualora sia
3571 stato indicato in \param{mode}.
3572 \item per quanto detto in sez.~\ref{sec:file_ownership_management} riguardo la
3573 creazione dei nuovi file, si può avere il caso in cui il file creato da un
3574 processo è assegnato ad un gruppo per il quale il processo non ha privilegi.
3575 Per evitare che si possa assegnare il bit \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} ad
3576 un file appartenente ad un gruppo per cui non si hanno diritti, questo viene
3577 automaticamente cancellato da \param{mode} (senza notifica di errore)
3578 qualora il gruppo del file non corrisponda a quelli associati al processo
3579 (la cosa non avviene quando l'\acr{uid} effettivo del processo è zero).
3582 Per alcuni filesystem\footnote{i filesystem più comuni (\textsl{ext2},
3583 \textsl{ext3}, \textsl{ext4}, \textsl{ReiserFS}) supportano questa
3584 caratteristica, che è mutuata da BSD.} è inoltre prevista un'ulteriore
3585 misura di sicurezza, volta a scongiurare l'abuso dei \itindex{suid~bit} bit
3586 \acr{suid} e \acr{sgid}; essa consiste nel cancellare automaticamente questi
3587 bit dai permessi di un file qualora un processo che non appartenga
3588 all'amministratore\footnote{per la precisione un processo che non dispone
3589 della \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_FSETID}, vedi
3590 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} effettui una scrittura. In questo modo
3591 anche se un utente malizioso scopre un file \acr{suid} su cui può scrivere,
3592 un'eventuale modifica comporterà la perdita di questo privilegio.
3594 Le funzioni \func{chmod} e \func{fchmod} ci permettono di modificare i
3595 permessi di un file, resta però il problema di quali sono i permessi assegnati
3596 quando il file viene creato. Le funzioni dell'interfaccia nativa di Unix, come
3597 vedremo in sez.~\ref{sec:file_open}, permettono di indicare esplicitamente i
3598 permessi di creazione di un file, ma questo non è possibile per le funzioni
3599 dell'interfaccia standard ANSI C che non prevede l'esistenza di utenti e
3600 gruppi, ed inoltre il problema si pone anche per l'interfaccia nativa quando i
3601 permessi non vengono indicati esplicitamente.
3605 Per le funzioni dell'interfaccia standard ANSI C l'unico riferimento possibile
3606 è quello della modalità di apertura del nuovo file (lettura/scrittura o sola
3607 lettura), che però può fornire un valore che è lo stesso per tutti e tre i
3608 permessi di sez.~\ref{sec:file_perm_overview} (cioè $666$ nel primo caso e
3609 $222$ nel secondo). Per questo motivo il sistema associa ad ogni
3610 processo\footnote{è infatti contenuta nel campo \var{umask} della struttura
3611 \struct{fs\_struct}, vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} una maschera di
3612 bit, la cosiddetta \textit{umask}, che viene utilizzata per impedire che
3613 alcuni permessi possano essere assegnati ai nuovi file in sede di creazione. I
3614 bit indicati nella maschera vengono infatti cancellati dai permessi quando un
3615 nuovo file viene creato.\footnote{l'operazione viene fatta sempre: anche
3616 qualora si indichi esplicitamente un valore dei permessi nelle funzioni di
3617 creazione che lo consentono, i permessi contenuti nella \textit{umask}
3620 La funzione che permette di impostare il valore di questa maschera di
3621 controllo è \funcd{umask}, ed il suo prototipo è:
3622 \begin{prototype}{stat.h}
3623 {mode\_t umask(mode\_t mask)}
3625 Imposta la maschera dei permessi dei bit al valore specificato da \param{mask}
3626 (di cui vengono presi solo i 9 bit meno significativi).
3628 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente valore della maschera. È una
3629 delle poche funzioni che non restituisce codici di errore.}
3632 In genere si usa questa maschera per impostare un valore predefinito che
3633 escluda preventivamente alcuni permessi (usualmente quello di scrittura per il
3634 gruppo e gli altri, corrispondente ad un valore per \param{mask} pari a
3635 $022$). In questo modo è possibile cancellare automaticamente i permessi non
3636 voluti. Di norma questo valore viene impostato una volta per tutte al login a
3637 $022$, e gli utenti non hanno motivi per modificarlo.
3642 \subsection{La gestione della titolarità dei file}
3643 \label{sec:file_ownership_management}
3645 Vedremo in sez.~\ref{sec:file_base_func} con quali funzioni si possono creare
3646 nuovi file, in tale occasione vedremo che è possibile specificare in sede di
3647 creazione quali permessi applicare ad un file, però non si può indicare a
3648 quale utente e gruppo esso deve appartenere. Lo stesso problema si presenta
3649 per la creazione di nuove directory (procedimento descritto in
3650 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}).
3652 Lo standard POSIX prescrive che l'\acr{uid} del nuovo file corrisponda
3653 all'\acr{uid} effettivo del processo che lo crea; per il \acr{gid} invece prevede
3654 due diverse possibilità:
3656 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} effettivo del processo.
3657 \item il \acr{gid} del file corrisponde al \acr{gid} della directory in cui
3660 in genere BSD usa sempre la seconda possibilità, che viene per questo chiamata
3661 semantica BSD. Linux invece segue quella che viene chiamata semantica SVr4; di
3662 norma cioè il nuovo file viene creato, seguendo la prima opzione, con il
3663 \acr{gid} del processo, se però la directory in cui viene creato il file ha il
3664 bit \acr{sgid} impostato allora viene usata la seconda opzione.
3666 Usare la semantica BSD ha il vantaggio che il \acr{gid} viene sempre
3667 automaticamente propagato, restando coerente a quello della directory di
3668 partenza, in tutte le sotto-directory.
3670 La semantica SVr4 offre la possibilità di scegliere, ma per ottenere lo stesso
3671 risultato di coerenza che si ha con BSD necessita che quando si creano nuove
3672 directory venga anche propagato anche il bit \acr{sgid}. Questo è il
3673 comportamento predefinito del comando \cmd{mkdir}, ed è in questo modo ad
3674 esempio che le varie distribuzioni assicurano che le sotto-directory create
3675 nella home di un utente restino sempre con il \acr{gid} del gruppo primario
3678 La presenza del bit \acr{sgid} è inoltre molto comoda quando si hanno
3679 directory contenenti file condivisi all'intero di un gruppo in cui possono
3680 scrivere tutti i membri dello stesso, dato che assicura che i file che gli
3681 utenti vi creano appartengano sempre allo stesso gruppo. Questo non risolve
3682 però completamente i problemi di accesso da parte di altri utenti dello stesso
3683 gruppo, in quanto i permessi assegnati al gruppo potrebbero non essere
3684 sufficienti; in tal caso si deve aver cura di usare un valore di
3685 \itindex{umask} \textit{umask} che ne lasci di sufficienti.\footnote{in tal
3686 caso si può assegnare agli utenti del gruppo una \textit{umask} di $002$,
3687 anche se la soluzione migliore in questo caso è usare una ACL di default
3688 (vedi sez.~\ref{sec:file_ACL}).}
3690 Come avviene nel caso dei permessi il sistema fornisce anche delle funzioni,
3691 \funcd{chown}, \funcd{fchown} e \funcd{lchown}, che permettono di cambiare sia
3692 l'utente che il gruppo a cui un file appartiene; i rispettivi prototipi sono:
3694 \headdecl{sys/types.h}
3695 \headdecl{sys/stat.h}
3697 \funcdecl{int chown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3698 \funcdecl{int fchown(int fd, uid\_t owner, gid\_t group)}
3699 \funcdecl{int lchown(const char *path, uid\_t owner, gid\_t group)}
3701 Le funzioni cambiano utente e gruppo di appartenenza di un file ai valori
3702 specificati dalle variabili \param{owner} e \param{group}.
3704 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 per un
3705 errore, nel qual caso caso \var{errno} assumerà i valori:
3707 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo non corrisponde a quello del
3708 proprietario del file o non è zero, o utente e gruppo non sono validi
3710 Oltre a questi entrambe restituiscono gli errori \errval{EROFS} e
3711 \errval{EIO}; \func{chown} restituisce anche \errval{EFAULT},
3712 \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT}, \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR},
3713 \errval{EACCES}, \errval{ELOOP}; \func{fchown} anche \errval{EBADF}.}
3716 Con Linux solo l'amministratore\footnote{o in generale un processo con la
3717 \itindex{capabilities} capacità \const{CAP\_CHOWN}, vedi
3718 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.} può cambiare il proprietario di un file;
3719 in questo viene seguita la semantica usata da BSD che non consente agli utenti
3720 di assegnare i loro file ad altri utenti evitando eventuali aggiramenti delle
3721 quote. L'amministratore può cambiare sempre il gruppo di un file, il
3722 proprietario può cambiare il gruppo solo dei file che gli appartengono e solo
3723 se il nuovo gruppo è il suo gruppo primario o uno dei gruppi di cui fa parte.
3725 La funzione \func{chown} segue i link simbolici, per operare direttamente su
3726 un link simbolico si deve usare la funzione \func{lchown}.\footnote{fino alla
3727 versione 2.1.81 in Linux \func{chown} non seguiva i link simbolici, da
3728 allora questo comportamento è stato assegnato alla funzione \func{lchown},
3729 introdotta per l'occasione, ed è stata creata una nuova system call per
3730 \func{chown} che seguisse i link simbolici.} La funzione \func{fchown} opera
3731 su un file aperto, essa è mutuata da BSD, ma non è nello standard POSIX.
3732 Un'altra estensione rispetto allo standard POSIX è che specificando -1 come
3733 valore per \param{owner} e \param{group} i valori restano immutati.
3735 Quando queste funzioni sono chiamate con successo da un processo senza i
3736 privilegi di root entrambi i bit \itindex{suid~bit} \acr{suid} e
3737 \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} vengono cancellati. Questo non avviene per il
3738 bit \acr{sgid} nel caso in cui esso sia usato (in assenza del corrispondente
3739 permesso di esecuzione) per indicare che per il file è attivo il
3740 \itindex{mandatory~locking} \textit{mandatory locking} (vedi
3741 sez.~\ref{sec:file_mand_locking}).
3744 \subsection{Un quadro d'insieme sui permessi}
3745 \label{sec:file_riepilogo}
3747 Avendo affrontato in maniera separata il comportamento delle varie funzioni
3748 che operano sui permessi dei file ed avendo trattato in sezioni diverse il
3749 significato dei singoli bit dei permessi, vale la pena di fare un riepilogo in
3750 cui si riassumano le caratteristiche di ciascuno di essi, in modo da poter
3751 fornire un quadro d'insieme.
3756 \begin{tabular}[c]{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|l|}
3758 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3759 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3760 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3761 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3762 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per i file}} \\
3764 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3767 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del proprietario.\\
3768 -&1&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Se eseguito ha i permessi del gruppo proprietario.\\
3769 -&1&-&-&-&0&-&-&-&-&-&-&Il \itindex{mandatory~locking}
3770 \textit{mandatory locking} è abilitato.\\
3771 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3772 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il proprietario.\\
3773 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il proprietario.\\
3774 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di esecuzione per il proprietario.\\
3775 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di lettura per il gruppo proprietario.\\
3776 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di scrittura per il gruppo proprietario.\\
3777 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di esecuzione per il gruppo proprietario.\\
3778 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di lettura per tutti gli altri.\\
3779 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di scrittura per tutti gli altri.\\
3780 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di esecuzione per tutti gli altri.\\
3783 \multicolumn{3}{|c|}{special}&
3784 \multicolumn{3}{|c|}{user}&
3785 \multicolumn{3}{|c|}{group}&
3786 \multicolumn{3}{|c|}{other}&
3787 \multirow{2}{*}{\textbf{Significato per le directory}} \\
3789 \acr{s}&\acr{s}&\acr{t}&r&w&x&r&w&x&r&w&x& \\
3792 1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Non utilizzato.\\
3793 -&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Propaga il gruppo proprietario ai nuovi file
3795 -&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&-&Limita l'accesso in scrittura dei file nella
3797 -&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il proprietario.\\
3798 -&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il proprietario.\\
3799 -&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&-&Permesso di attraversamento per il proprietario.\\
3800 -&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&-&Permesso di visualizzazione per il gruppo
3802 -&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&-&Permesso di aggiornamento per il gruppo
3804 -&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&-&Permesso di attraversamento per il gruppo
3806 -&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&-&Permesso di visualizzazione per tutti gli altri.\\
3807 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&-&Permesso di aggiornamento per tutti gli altri.\\
3808 -&-&-&-&-&-&-&-&-&-&-&1&Permesso di attraversamento per tutti gli altri.\\
3811 \caption{Tabella riassuntiva del significato dei bit dei permessi per un
3813 \label{tab:file_fileperm_bits}
3816 Nella parte superiore di tab.~\ref{tab:file_fileperm_bits} si è riassunto il
3817 significato dei vari bit dei permessi per un file ordinario; per quanto
3818 riguarda l'applicazione dei permessi per proprietario, gruppo ed altri si
3819 ricordi quanto illustrato in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}. Per
3820 compattezza, nella tabella si sono specificati i bit di \itindex{suid~bit}
3821 \textit{suid}, \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky}
3822 \itindex{sticky~bit} con la notazione illustrata anche in
3823 fig.~\ref{fig:file_perm_bit}. Nella parte inferiore si sono invece riassunti
3824 i significati dei vari bit dei permessi per una directory; anche in questo
3825 caso si è riapplicato ai bit di \itindex{suid~bit} \textit{suid},
3826 \itindex{sgid~bit} \textit{sgid} e \textit{sticky} \itindex{sticky~bit} la
3827 notazione illustrata in fig.~\ref{fig:file_perm_bit}.
3829 Si ricordi infine che i permessi non hanno alcun significato per i link
3830 simbolici, mentre per i \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo hanno
3831 senso soltanto i permessi di lettura e scrittura, che si riflettono sulla
3832 possibilità di compiere dette operazioni sul dispositivo stesso.
3834 Nella tabella si è indicato con il carattere ``-'' il fatto che il valore del
3835 bit in questione non è influente rispetto a quanto indicato nella riga della
3836 tabella; la descrizione del significato fa riferimento soltanto alla
3837 combinazione di bit per i quali è stato riportato esplicitamente un valore.
3838 Si rammenti infine che il valore dei bit dei permessi non ha alcun effetto
3839 qualora il processo possieda i privilegi di amministratore.
3842 \section{Caratteristiche e funzionalità avanzate}
3843 \label{sec:file_dir_advances}
3845 Tratteremo qui alcune caratteristiche e funzionalità avanzate della gestione
3846 di file e directory, affrontando anche una serie di estensioni
3847 dell'interfaccia classica dei sistemi unix-like, principalmente utilizzate a
3848 scopi di sicurezza, che sono state introdotte nelle versioni più recenti di
3851 \subsection{Gli attributi estesi}
3852 \label{sec:file_xattr}
3854 \itindbeg{Extended~Attributes}
3856 Nelle sezioni precedenti abbiamo trattato in dettaglio le varie informazioni
3857 che il sistema mantiene negli \itindex{inode} \textit{inode}, e le varie
3858 funzioni che permettono di modificarle. Si sarà notato come in realtà queste
3859 informazioni siano estremamente ridotte. Questo è dovuto al fatto che Unix
3860 origina negli anni '70, quando le risorse di calcolo e di spazio disco erano
3861 minime. Con il venir meno di queste restrizioni è incominciata ad emergere
3862 l'esigenza di poter associare ai file delle ulteriori informazioni astratte
3863 (quelli che vengono chiamati i \textsl{meta-dati}) che però non potevano
3864 trovare spazio nei dati classici mantenuti negli \itindex{inode}
3867 Per risolvere questo problema alcuni sistemi unix-like (e fra questi anche
3868 Linux) hanno introdotto un meccanismo generico, detto \textit{Extended
3869 Attributes} che consenta di associare delle informazioni ai singoli
3870 file.\footnote{l'uso più comune è quello della ACL, che tratteremo nella
3871 prossima sezione.} Gli \textsl{attributi estesi} non sono altro che delle
3872 coppie nome/valore che sono associate permanentemente ad un oggetto sul
3873 filesystem, analoghi di quello che sono le variabili di ambiente (vedi
3874 sez.~\ref{sec:proc_environ}) per un processo.
3876 Altri sistemi (come Solaris, MacOS e Windows) hanno adottato un meccanismo
3877 diverso in cui ad un file sono associati diversi flussi di dati, su cui
3878 possono essere mantenute ulteriori informazioni, che possono essere accedute
3879 con le normali operazioni di lettura e scrittura. Questi non vanno confusi con
3880 gli \textit{Extended Attributes} (anche se su Solaris hanno lo stesso nome),
3881 che sono un meccanismo molto più semplice, che pur essendo limitato (potendo
3882 contenere solo una quantità limitata di informazione) hanno il grande
3883 vantaggio di essere molto più semplici da realizzare, più
3884 efficienti,\footnote{cosa molto importante, specie per le applicazioni che
3885 richiedono una gran numero di accessi, come le ACL.} e di garantire
3886 l'atomicità di tutte le operazioni.
3888 In Linux gli attributi estesi sono sempre associati al singolo \itindex{inode}
3889 \textit{inode} e l'accesso viene sempre eseguito in forma atomica, in lettura
3890 il valore corrente viene scritto su un buffer in memoria, mentre la scrittura
3891 prevede che ogni valore precedente sia sovrascritto.
3893 Si tenga presente che non tutti i filesystem supportano gli \textit{Extended
3894 Attributes}; al momento della scrittura di queste dispense essi sono
3895 presenti solo sui vari \textsl{extN}, \textsl{ReiserFS}, \textsl{JFS},
3896 \textsl{XFS} e \textsl{Btrfs}.\footnote{l'elenco è aggiornato a Luglio 2011.}
3897 Inoltre a seconda della implementazione ci possono essere dei limiti sulla
3898 quantità di attributi che si possono utilizzare.\footnote{ad esempio nel caso
3899 di \textsl{ext2} ed \textsl{ext3} è richiesto che essi siano contenuti
3900 all'interno di un singolo blocco (pertanto con dimensioni massime pari a
3901 1024, 2048 o 4096 byte a seconda delle dimensioni di quest'ultimo impostate
3902 in fase di creazione del filesystem), mentre con \textsl{XFS} non ci sono
3903 limiti ed i dati vengono memorizzati in maniera diversa (nell'\textit{inode}
3904 stesso, in un blocco a parte, o in una struttura ad albero dedicata) per
3905 mantenerne la scalabilità.} Infine lo spazio utilizzato per mantenere gli
3906 attributi estesi viene tenuto in conto per il calcolo delle quote di utente e
3907 gruppo proprietari del file.
3909 Come meccanismo per mantenere informazioni aggiuntive associate al singolo
3910 file, gli \textit{Extended Attributes} possono avere usi anche molto diversi
3911 fra loro. Per poterli distinguere allora sono stati suddivisi in
3912 \textsl{classi}, a cui poter applicare requisiti diversi per l'accesso e la
3913 gestione. Per questo motivo il nome di un attributo deve essere sempre
3914 specificato nella forma \texttt{namespace.attribute}, dove \texttt{namespace}
3915 fa riferimento alla classe a cui l'attributo appartiene, mentre
3916 \texttt{attribute} è il nome ad esso assegnato. In tale forma il nome di un
3917 attributo esteso deve essere univoco. Al momento\footnote{della scrittura di
3918 questa sezione, kernel 2.6.23, ottobre 2007.} sono state definite le quattro
3919 classi di attributi riportate in tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}.
3924 \begin{tabular}{|l|p{12cm}|}
3926 \textbf{Nome} & \textbf{Descrizione} \\
3929 \texttt{security}&Gli \textit{extended security attributes}: vengono
3930 utilizzati dalle estensioni di sicurezza del kernel (i
3931 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux
3932 Security Modules}), per le realizzazione di meccanismi
3933 evoluti di controllo di accesso come \index{SELinux}
3934 SELinux o le \textit{capabilities} dei file di
3935 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}.\\
3936 \texttt{system} & Gli \textit{extended security attributes}: sono usati
3937 dal kernel per memorizzare dati di sistema associati ai
3938 file come le \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL (vedi
3939 sez.~\ref{sec:file_ACL}) o le \itindex{capabilities}
3940 \textit{capabilities} (vedi
3941 sez.~\ref{sec:proc_capabilities}).\\
3942 \texttt{trusted}& I \textit{trusted extended attributes}: vengono
3943 utilizzati per poter realizzare in user space
3944 meccanismi che consentano di mantenere delle
3945 informazioni sui file che non devono essere accessibili
3946 ai processi ordinari.\\
3947 \texttt{user} & Gli \textit{extended user attributes}: utilizzati per
3948 mantenere informazioni aggiuntive sui file (come il
3949 \textit{mime-type}, la codifica dei caratteri o del
3950 file) accessibili dagli utenti.\\
3953 \caption{I nomi utilizzati valore di \texttt{namespace} per distinguere le
3954 varie classi di \textit{Extended Attributes}.}
3955 \label{tab:extended_attribute_class}
3959 Dato che uno degli usi degli \textit{Extended Attributes} è quello che li
3960 impiega per realizzare delle estensioni (come le
3961 \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL, \index{SELinux} SELinux, ecc.) al
3962 tradizionale meccanismo dei controlli di accesso di Unix, l'accesso ai loro
3963 valori viene regolato in maniera diversa a seconda sia della loro classe sia
3964 di quali, fra le estensioni che li utilizzano, sono poste in uso. In
3965 particolare, per ciascuna delle classi riportate in
3966 tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}, si hanno i seguenti casi:
3967 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.7cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
3968 \item[\texttt{security}] L'accesso agli \textit{extended security attributes}
3969 dipende dalle politiche di sicurezza stabilite da loro stessi tramite
3970 l'utilizzo di un sistema di controllo basato sui
3971 \itindex{Linux~Security~Modules} \textit{Linux Security Modules} (ad esempio
3972 \index{SELinux} SELinux). Pertanto l'accesso in lettura o scrittura dipende
3973 dalle politiche di sicurezza implementate all'interno dal modulo di
3974 sicurezza che si sta utilizzando al momento (ciascuno avrà le sue). Se non è
3975 stato caricato nessun modulo di sicurezza l'accesso in lettura sarà
3976 consentito a tutti i processi, mentre quello in scrittura solo ai processi
3977 con privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3978 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.
3980 \item[\texttt{system}] Anche l'accesso agli \textit{extended system
3981 attributes} dipende dalle politiche di accesso che il kernel realizza
3982 anche utilizzando gli stessi valori in essi contenuti. Ad esempio nel caso
3983 delle \itindex{Access~Control~List~(ACL)} ACL l'accesso è consentito in
3984 lettura ai processi che hanno la capacità di eseguire una ricerca sul file
3985 (cioè hanno il permesso di lettura sulla directory che contiene il file) ed
3986 in scrittura al proprietario del file o ai processi dotati della
3987 \textit{capability} \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.\footnote{vale
3988 a dire una politica di accesso analoga a quella impiegata per gli ordinari
3991 \item[\texttt{trusted}] L'accesso ai \textit{trusted extended attributes}, sia
3992 per la lettura che per la scrittura, è consentito soltanto ai processi con
3993 privilegi amministrativi dotati della \index{capabilities}
3994 \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}. In questo modo si possono
3995 utilizzare questi attributi per realizzare in user space dei meccanismi di
3996 controllo che accedono ad informazioni non disponibili ai processi ordinari.
3998 \item[\texttt{user}] L'accesso agli \textit{extended user attributes} è
3999 regolato dai normali permessi dei file: occorre avere il permesso di lettura
4000 per leggerli e quello di scrittura per scriverli o modificarli. Dato l'uso
4001 di questi attributi si è scelto di applicare al loro accesso gli stessi
4002 criteri che si usano per l'accesso al contenuto dei file (o delle directory)
4003 cui essi fanno riferimento. Questa scelta vale però soltanto per i file e le
4004 directory ordinarie, se valesse in generale infatti si avrebbe un serio
4005 problema di sicurezza dato che esistono diversi oggetti sul filesystem per i
4006 quali è normale avere avere il permesso di scrittura consentito a tutti gli
4007 utenti, come i link simbolici, o alcuni \index{file!di~dispositivo} file di
4008 dispositivo come \texttt{/dev/null}. Se fosse possibile usare su di essi gli
4009 \textit{extended user attributes} un utente qualunque potrebbe inserirvi
4010 dati a piacere.\footnote{la cosa è stata notata su XFS, dove questo
4011 comportamento permetteva, non essendovi limiti sullo spazio occupabile
4012 dagli \textit{Extended Attributes}, di bloccare il sistema riempiendo il
4015 La semantica del controllo di accesso indicata inoltre non avrebbe alcun
4016 senso al di fuori di file e directory: i permessi di lettura e scrittura per
4017 un \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo attengono alle capacità
4018 di accesso al dispositivo sottostante,\footnote{motivo per cui si può
4019 formattare un disco anche se \texttt{/dev} è su un filesystem in sola
4020 lettura.} mentre per i link simbolici questi vengono semplicemente
4021 ignorati: in nessuno dei due casi hanno a che fare con il contenuto del
4022 file, e nella discussione relativa all'uso degli \textit{extended user
4023 attributes} nessuno è mai stato capace di indicare una qualche forma
4024 sensata di utilizzo degli stessi per link simbolici o
4025 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, e neanche per le fifo o i
4026 socket. Per questo motivo essi sono stati completamente disabilitati per
4027 tutto ciò che non sia un file regolare o una directory.\footnote{si può
4028 verificare la semantica adottata consultando il file \texttt{fs/xattr.c}
4029 dei sorgenti del kernel.} Inoltre per le directory è stata introdotta una
4030 ulteriore restrizione, dovuta di nuovo alla presenza ordinaria di permessi
4031 di scrittura completi su directory come \texttt{/tmp}. Per questo motivo,
4032 per evitare eventuali abusi, se una directory ha lo \itindex{sticky~bit}
4033 \textit{sticky bit} attivo sarà consentito scrivere i suoi \textit{extended
4034 user attributes} soltanto se si è proprietari della stessa, o si hanno i
4035 privilegi amministrativi della capability \index{capabilities}
4036 \const{CAP\_FOWNER}.
4039 Le funzioni per la gestione degli attributi estesi, come altre funzioni di
4040 gestione avanzate specifiche di Linux, non fanno parte delle \acr{glibc}, e
4041 sono fornite da una apposita libreria, \texttt{libattr}, che deve essere
4042 installata a parte;\footnote{la versione corrente della libreria è
4043 \texttt{libattr1}.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà indicare
4044 esplicitamente l'uso della suddetta libreria invocando il compilatore con
4045 l'opzione \texttt{-lattr}.
4047 Per poter leggere gli attributi estesi sono disponibili tre diverse funzioni,
4048 \funcd{getxattr}, \funcd{lgetxattr} e \funcd{fgetxattr}, che consentono
4049 rispettivamente di richiedere gli attributi relativi a un file, a un link
4050 simbolico e ad un file descriptor; i rispettivi prototipi sono:
4052 \headdecl{sys/types.h}
4053 \headdecl{attr/xattr.h}
4055 \funcdecl{ssize\_t getxattr(const char *path, const char *name, void
4056 *value, size\_t size)}
4058 \funcdecl{ssize\_t lgetxattr(const char *path, const char *name, void
4059 *value, size\_t size)}
4061 \funcdecl{ssize\_t fgetxattr(int filedes, const char *name, void *value,
4064 Le funzioni leggono il valore di un attributo esteso.
4066 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4067 dimensione dell'attributo richiesto in caso di successo, e $-1$ in caso di
4068 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4070 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4071 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4072 non è sufficiente per contenere il risultato.
4073 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4074 filesystem o sono disabilitati.
4076 e tutti gli errori di \func{stat}, come \errcode{EPERM} se non si hanno i
4077 permessi di accesso all'attributo. }
4080 Le funzioni \func{getxattr} e \func{lgetxattr} prendono come primo argomento
4081 un pathname che indica il file di cui si vuole richiedere un attributo, la
4082 sola differenza è che la seconda, se il pathname indica un link simbolico,
4083 restituisce gli attributi di quest'ultimo e non quelli del file a cui esso fa
4084 riferimento. La funzione \func{fgetxattr} prende invece come primo argomento
4085 un numero di file descriptor, e richiede gli attributi del file ad esso
4088 Tutte e tre le funzioni richiedono di specificare nell'argomento \param{name}
4089 il nome dell'attributo di cui si vuole ottenere il valore. Il nome deve essere
4090 indicato comprensivo di prefisso del \textit{namespace} cui appartiene (uno
4091 dei valori di tab.~\ref{tab:extended_attribute_class}) nella forma
4092 \texttt{namespace.attributename}, come stringa terminata da un carattere NUL.
4093 Il suo valore verrà restituito nel buffer puntato dall'argomento \param{value}
4094 per una dimensione massima di \param{size} byte;\footnote{gli attributi estesi
4095 possono essere costituiti arbitrariamente da dati testuali o binari.} se
4096 quest'ultima non è sufficiente si avrà un errore di \errcode{ERANGE}.
4098 Per evitare di dover indovinare la dimensione di un attributo per tentativi si
4099 può eseguire una interrogazione utilizzando un valore nullo per \param{size};
4100 in questo caso non verrà letto nessun dato, ma verrà restituito come valore di
4101 ritorno della funzione chiamata la dimensione totale dell'attributo esteso
4102 richiesto, che si potrà usare come stima per allocare un buffer di dimensioni
4103 sufficienti.\footnote{si parla di stima perché anche se le funzioni
4104 restituiscono la dimensione esatta dell'attributo al momento in cui sono
4105 eseguite, questa potrebbe essere modificata in qualunque momento da un
4106 successivo accesso eseguito da un altro processo.}
4108 Un secondo gruppo di funzioni è quello che consente di impostare il valore di
4109 un attributo esteso, queste sono \funcd{setxattr}, \funcd{lsetxattr} e
4110 \funcd{fsetxattr}, e consentono di operare rispettivamente su un file, su un
4111 link simbolico o specificando un file descriptor; i loro prototipi sono:
4113 \headdecl{sys/types.h}
4114 \headdecl{attr/xattr.h}
4116 \funcdecl{int setxattr(const char *path, const char *name, const void
4117 *value, size\_t size, int flags)}
4119 \funcdecl{int lsetxattr(const char *path, const char *name, const void
4120 *value, size\_t size, int flags)}
4122 \funcdecl{int fsetxattr(int filedes, const char *name, const void *value,
4123 size\_t size, int flags)}
4125 Impostano il valore di un attributo esteso.
4127 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4128 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4130 \item[\errcode{ENOATTR}] si è usato il flag \const{XATTR\_REPLACE} e
4131 l'attributo richiesto non esiste.
4132 \item[\errcode{EEXIST}] si è usato il flag \const{XATTR\_CREATE} ma
4133 l'attributo esiste già.
4134 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4135 filesystem o sono disabilitati.
4137 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4138 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4143 Le tre funzioni prendono come primo argomento un valore adeguato al loro
4144 scopo, usato in maniera del tutto identica a quanto visto in precedenza per le
4145 analoghe che leggono gli attributi estesi. Il secondo argomento \param{name}
4146 deve indicare, anche in questo caso con gli stessi criteri appena visti per le
4147 analoghe \func{getxattr}, \func{lgetxattr} e \func{fgetxattr}, il nome
4148 (completo di suffisso) dell'attributo su cui si vuole operare.
4150 Il valore che verrà assegnato all'attributo dovrà essere preparato nel buffer
4151 puntato da \param{value}, e la sua dimensione totale (in byte) sarà indicata
4152 dall'argomento \param{size}. Infine l'argomento \param{flag} consente di
4153 controllare le modalità di sovrascrittura dell'attributo esteso, esso può
4154 prendere due valori: con \const{XATTR\_REPLACE} si richiede che l'attributo
4155 esista, nel qual caso verrà sovrascritto, altrimenti si avrà errore, mentre
4156 con \const{XATTR\_CREATE} si richiede che l'attributo non esista, nel qual
4157 caso verrà creato, altrimenti si avrà errore ed il valore attuale non sarà
4158 modificato. Utilizzando per \param{flag} un valore nullo l'attributo verrà
4159 modificato se è già presente, o creato se non c'è.
4161 Le funzioni finora illustrate permettono di leggere o scrivere gli attributi
4162 estesi, ma sarebbe altrettanto utile poter vedere quali sono gli attributi
4163 presenti; a questo provvedono le funzioni \funcd{listxattr},
4164 \funcd{llistxattr} e \funcd{flistxattr} i cui prototipi sono:
4166 \headdecl{sys/types.h}
4167 \headdecl{attr/xattr.h}
4169 \funcdecl{ssize\_t listxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4171 \funcdecl{ssize\_t llistxattr(const char *path, char *list, size\_t size)}
4173 \funcdecl{ssize\_t flistxattr(int filedes, char *list, size\_t size)}
4175 Leggono la lista degli attributi estesi di un file.
4177 \bodydesc{Le funzioni restituiscono un intero positivo che indica la
4178 dimensione della lista in caso di successo, e $-1$ in caso di errore, nel
4179 qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4181 \item[\errcode{ERANGE}] la dimensione \param{size} del buffer \param{value}
4182 non è sufficiente per contenere il risultato.
4183 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4184 filesystem o sono disabilitati.
4186 Oltre a questi potranno essere restituiti tutti gli errori di \func{stat},
4187 ed in particolare \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi di accesso
4192 Come per le precedenti le tre funzioni leggono gli attributi rispettivamente
4193 di un file, un link simbolico o specificando un file descriptor, da
4194 specificare con il loro primo argomento. Gli altri due argomenti, identici per
4195 tutte e tre, indicano rispettivamente il puntatore \param{list} al buffer dove
4196 deve essere letta la lista e la dimensione \param{size} di quest'ultimo.
4198 La lista viene fornita come sequenza non ordinata dei nomi dei singoli
4199 attributi estesi (sempre comprensivi del prefisso della loro classe) ciascuno
4200 dei quali è terminato da un carattere nullo. I nomi sono inseriti nel buffer
4201 uno di seguito all'altro. Il valore di ritorno della funzione indica la
4202 dimensione totale della lista in byte.
4204 Come per le funzioni di lettura dei singoli attributi se le dimensioni del
4205 buffer non sono sufficienti si avrà un errore, ma è possibile ottenere dal
4206 valore di ritorno della funzione una stima della dimensione totale della lista
4207 usando per \param{size} un valore nullo.
4209 Infine per rimuovere semplicemente un attributo esteso, si ha a disposizione
4210 un ultimo gruppo di funzioni: \funcd{removexattr}, \funcd{lremovexattr} e
4211 \funcd{fremovexattr}; i rispettivi prototipi sono:
4213 \headdecl{sys/types.h}
4214 \headdecl{attr/xattr.h}
4216 \funcdecl{int removexattr(const char *path, const char *name)}
4218 \funcdecl{int lremovexattr(const char *path, const char *name)}
4220 \funcdecl{int fremovexattr(int filedes, const char *name)}
4223 Rimuovono un attributo esteso di un file.
4225 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e $-1$ in caso di
4226 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
4228 \item[\errcode{ENOATTR}] l'attributo richiesto non esiste.
4229 \item[\errcode{ENOTSUP}] gli attributi estesi non sono supportati dal
4230 filesystem o sono disabilitati.
4232 ed inoltre tutti gli errori di \func{stat}.
4236 Le tre funzioni rimuovono l'attributo esteso indicato dall'argomento
4237 \param{name} rispettivamente di un file, un link simbolico o specificando un
4238 file descriptor, da specificare con il loro primo argomento. Anche in questo
4239 caso l'argomento \param{name} deve essere specificato con le modalità già
4240 illustrate in precedenza per le altre funzioni relative agli attributi estesi.
4242 \itindend{Extended~Attributes}
4245 \subsection{Le \textit{Access Control List}}
4246 \label{sec:file_ACL}
4248 % la documentazione di sistema è nei pacchetti libacl1-dev e acl
4249 % vedi anche http://www.suse.de/~agruen/acl/linux-acls/online/
4251 \itindbeg{Access~Control~List~(ACL)}
4253 Il modello classico dei permessi di Unix, per quanto funzionale ed efficiente,
4254 è comunque piuttosto limitato e per quanto possa aver coperto per lunghi anni
4255 le esigenze più comuni con un meccanismo semplice e potente, non è in grado di
4256 rispondere in maniera adeguata a situazioni che richiedono una gestione
4257 complessa dei permessi di accesso.\footnote{già un requisito come quello di
4258 dare accesso in scrittura ad alcune persone ed in sola lettura ad altre non
4259 si può soddisfare in maniera semplice.}
4261 Per questo motivo erano state progressivamente introdotte nelle varie versioni
4262 di Unix dei meccanismi di gestione dei permessi dei file più flessibili, nella
4263 forma delle cosiddette \textit{Access Control List} (indicate usualmente con
4264 la sigla ACL). Nello sforzo di standardizzare queste funzionalità era stato
4265 creato un gruppo di lavoro il cui scopo era estendere lo standard POSIX 1003
4266 attraverso due nuovi insiemi di specifiche, la POSIX 1003.1e per l'interfaccia
4267 di programmazione e la POSIX 1003.2c per i comandi di shell.
4269 Gli obiettivi erano però forse troppo ambizioni, e nel gennaio del 1998 i
4270 finanziamenti vennero ritirati senza che si fosse arrivati alla definizione di
4271 uno standard, dato però che una parte della documentazione prodotta era di
4272 alta qualità venne deciso di rilasciare al pubblico la diciassettesima bozza
4273 del documento, quella che va sotto il nome di \textit{POSIX 1003.1e Draft 17},
4274 che è divenuta la base sulla quale si definiscono le cosiddette \textit{Posix
4277 A differenza di altri sistemi (ad esempio FreeBSD) nel caso di Linux si è
4278 scelto di realizzare le ACL attraverso l'uso degli
4279 \itindex{Extended~Attributes} \textit{Extended Attributes} (appena trattati in
4280 sez.~\ref{sec:file_xattr}), e fornire tutte le relative funzioni di gestione
4281 tramite una libreria, \texttt{libacl} che nasconde i dettagli implementativi
4282 delle ACL e presenta ai programmi una interfaccia che fa riferimento allo
4283 standard POSIX 1003.1e.
4285 Anche in questo caso le funzioni di questa libreria non fanno parte delle
4286 \acr{glibc} e devono essere installate a parte;\footnote{la versione corrente
4287 della libreria è \texttt{libacl1}, e nel caso si usi Debian la si può
4288 installare con il pacchetto omonimo e con il collegato \texttt{libacl1-dev}
4289 per i file di sviluppo.} pertanto se un programma le utilizza si dovrà
4290 indicare esplicitamente l'uso della libreria \texttt{libacl} invocando il
4291 compilatore con l'opzione \texttt{-lacl}. Si tenga presente inoltre che per
4292 poterle utilizzare le ACL devono essere attivate esplicitamente montando il
4293 filesystem\footnote{che deve supportarle, ma questo è ormai vero per
4294 praticamente tutti i filesystem più comuni, con l'eccezione di NFS per il
4295 quale esiste però un supporto sperimentale.} su cui le si vogliono
4296 utilizzare con l'opzione \texttt{acl} attiva. Dato che si tratta di una
4297 estensione è infatti opportuno utilizzarle soltanto laddove siano necessarie.
4299 Una ACL è composta da un insieme di voci, e ciascuna voce è a sua volta
4300 costituita da un \textsl{tipo}, da un eventuale
4301 \textsl{qualificatore},\footnote{deve essere presente soltanto per le voci di
4302 tipo \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}.} e da un insieme di permessi.
4303 Ad ogni oggetto sul filesystem si può associare una ACL che ne governa i
4304 permessi di accesso, detta \textit{access ACL}. Inoltre per le directory si
4305 può impostare una ACL aggiuntiva, detta \textit{default ACL}, che serve ad
4306 indicare quale dovrà essere la ACL assegnata di default nella creazione di un
4307 file all'interno della directory stessa. Come avviene per i permessi le ACL
4308 possono essere impostate solo del proprietario del file, o da un processo con
4309 la capability \index{capabilities} \const{CAP\_FOWNER}.
4314 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4316 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4319 \const{ACL\_USER\_OBJ} & voce che contiene i diritti di accesso del
4320 proprietario del file.\\
4321 \const{ACL\_USER} & voce che contiene i diritti di accesso per
4322 l'utente indicato dal rispettivo
4324 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}& voce che contiene i diritti di accesso del
4325 gruppo proprietario del file.\\
4326 \const{ACL\_GROUP} & voce che contiene i diritti di accesso per
4327 il gruppo indicato dal rispettivo
4329 \const{ACL\_MASK} & voce che contiene la maschera dei massimi
4330 permessi di accesso che possono essere garantiti
4331 da voci del tipo \const{ACL\_USER},
4332 \const{ACL\_GROUP} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ}.\\
4333 \const{ACL\_OTHER} & voce che contiene i diritti di accesso di chi
4334 non corrisponde a nessuna altra voce dell'ACL.\\
4337 \caption{Le costanti che identificano i tipi delle voci di una ACL.}
4338 \label{tab:acl_tag_types}
4341 L'elenco dei vari tipi di voci presenti in una ACL, con una breve descrizione
4342 del relativo significato, è riportato in tab.~\ref{tab:acl_tag_types}. Tre di
4343 questi tipi, \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4344 \const{ACL\_OTHER}, corrispondono direttamente ai tre permessi ordinari dei
4345 file (proprietario, gruppo proprietario e tutti gli altri) e per questo una
4346 ACL valida deve sempre contenere una ed una sola voce per ciascuno di questi
4349 Una ACL può poi contenere un numero arbitrario di voci di tipo
4350 \const{ACL\_USER} e \const{ACL\_GROUP}, ciascuna delle quali indicherà i
4351 permessi assegnati all'utente e al gruppo indicato dal relativo qualificatore;
4352 ovviamente ciascuna di queste voci dovrà fare riferimento ad un utente o ad un
4353 gruppo diverso, e non corrispondenti a quelli proprietari del file. Inoltre se
4354 in una ACL esiste una voce di uno di questi due tipi è obbligatoria anche la
4355 presenza di una ed una sola voce di tipo \const{ACL\_MASK}, che negli altri
4358 Quest'ultimo tipo di voce contiene la maschera dei permessi che possono essere
4359 assegnati tramite voci di tipo \const{ACL\_USER}, \const{ACL\_GROUP} e
4360 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}; se in una di queste voci si fosse specificato un
4361 permesso non presente in \const{ACL\_MASK} questo verrebbe ignorato. L'uso di
4362 una ACL di tipo \const{ACL\_MASK} è di particolare utilità quando essa
4363 associata ad una \textit{default ACL} su una directory, in quanto i permessi
4364 così specificati verranno ereditati da tutti i file creati nella stessa
4365 directory. Si ottiene così una sorta di \itindex{umask} \textit{umask}
4366 associata ad un oggetto sul filesystem piuttosto che a un processo.
4368 Dato che le ACL vengono a costituire una estensione dei permessi ordinari, uno
4369 dei problemi che si erano posti nella loro standardizzazione era appunto
4370 quello della corrispondenza fra questi e le ACL. Come accennato i permessi
4371 ordinari vengono mappati le tre voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4372 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} che devono essere presenti in
4373 qualunque ACL; un cambiamento ad una di queste voci viene automaticamente
4374 riflesso sui permessi ordinari dei file\footnote{per permessi ordinari si
4375 intende quelli mantenuti nell'\textit{inode}, che devono restare dato che un
4376 filesystem può essere montato senza abilitare le ACL.} e viceversa. In
4377 realtà la mappatura è diretta solo per le voci \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4378 \const{ACL\_OTHER}, nel caso di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} questo vale soltanto
4379 se non è presente una voce di tipo \const{ACL\_MASK}, se invece questa è
4380 presente verranno tolti dai permessi di \const{ACL\_GROUP\_OBJ} tutti quelli
4381 non presenti in \const{ACL\_MASK}.\footnote{questo diverso comportamento a
4382 seconda delle condizioni è stato introdotto dalla standardizzazione
4383 \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} per mantenere il comportamento invariato sui
4384 sistemi dotati di ACL per tutte quelle applicazioni che sono conformi
4385 soltanto all'ordinario standard \textit{POSIX 1003.1}.}
4387 Un secondo aspetto dell'incidenza delle ACL sul comportamento del sistema è
4388 quello relativo alla creazione di nuovi file,\footnote{o oggetti sul
4389 filesystem, il comportamento discusso vale per le funzioni \func{open} e
4390 \func{creat} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}), \func{mkdir} (vedi
4391 sez.~\ref{sec:file_dir_creat_rem}), \func{mknod} e \func{mkfifo} (vedi
4392 sez.~\ref{sec:file_mknod}).} che come accennato può essere modificato dalla
4393 presenza di una \textit{default ACL} sulla directory che contiene quel file.
4394 Se questa non c'è valgono le regole usuali illustrate in
4395 sez.~\ref{sec:file_perm_management}, per cui essi sono determinati dalla
4396 \itindex{umask} \textit{umask} del processo, e la sola differenza è che i
4397 permessi ordinari da esse risultanti vengono automaticamente rimappati anche
4398 su una ACL di accesso assegnata automaticamente al nuovo file, che contiene
4399 soltanto le tre corrispondenti voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ},
4400 \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER}.
4402 Se invece è presente una ACL di default sulla directory che contiene il nuovo
4403 file questa diventerà automaticamente la sua ACL di accesso, a meno di non
4404 aver indicato, nelle funzioni di creazione che lo consentono, uno specifico
4405 valore per i permessi ordinari;\footnote{tutte le funzioni citate in
4406 precedenza supportano un argomento \var{mode} che indichi un insieme di
4407 permessi iniziale.} in tal caso saranno eliminati dalle voci corrispondenti
4408 nella ACL tutti quelli non presenti in tale indicazione.
4410 Dato che questa è la ragione che ha portato alla loro creazione, la principale
4411 modifica introdotta con la presenza della ACL è quella alle regole del
4412 controllo di accesso ai file illustrate in sez.~\ref{sec:file_perm_overview}.
4413 Come nel caso ordinario per il controllo vengono sempre utilizzati gli
4414 identificatori del gruppo \textit{effective} del processo, ma in presenza di
4415 ACL i passi attraverso i quali viene stabilito se esso ha diritto di accesso
4418 \item Se l'\acr{uid} del processo è nullo l'accesso è sempre garantito senza
4420 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde al proprietario del file allora:
4422 \item se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4423 l'accesso è consentito;
4424 \item altrimenti l'accesso è negato.
4426 \item Se l'\acr{uid} del processo corrisponde ad un qualunque qualificatore
4427 presente in una voce \const{ACL\_USER} allora:
4429 \item se la voce \const{ACL\_USER} corrispondente e la voce
4430 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4432 \item altrimenti l'accesso è negato.
4434 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4435 corrisponde al gruppo proprietario del file allora:
4437 \item se la voce \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e una eventuale voce
4438 \const{ACL\_MASK} (se non vi sono voci di tipo \const{ACL\_GROUP} questa
4439 può non essere presente) contengono entrambe il permesso richiesto,
4440 l'accesso è consentito;
4441 \item altrimenti l'accesso è negato.
4443 \item Se è il \acr{gid} del processo o uno dei \acr{gid} supplementari
4444 corrisponde ad un qualunque qualificatore presente in una voce
4445 \const{ACL\_GROUP} allora:
4447 \item se la voce \const{ACL\_GROUP} corrispondente e la voce
4448 \const{ACL\_MASK} contengono entrambe il permesso richiesto, l'accesso è
4450 \item altrimenti l'accesso è negato.
4452 \item Se la voce \const{ACL\_USER\_OBJ} contiene il permesso richiesto,
4453 l'accesso è consentito, altrimenti l'accesso è negato.
4456 I passi di controllo vengono eseguiti esattamente in questa sequenza, e la
4457 decisione viene presa non appena viene trovata una corrispondenza con gli
4458 identificatori del processo. Questo significa che i permessi presenti in una
4459 voce di tipo \const{ACL\_USER} hanno la precedenza sui permessi ordinari
4460 associati al gruppo proprietario del file (vale a dire su
4461 \const{ACL\_GROUP\_OBJ}).
4463 Per la gestione delle ACL lo standard \textit{POSIX 1003.1e Draft 17} ha
4464 previsto delle apposite funzioni ed tutta una serie di tipi di dati
4465 dedicati;\footnote{fino a definire un tipo di dato e delle costanti apposite
4466 per identificare i permessi standard di lettura, scrittura ed esecuzione.}
4467 tutte le operazioni devono essere effettuate attraverso tramite questi tipi di
4468 dati, che incapsulano tutte le informazioni contenute nelle ACL. La prima di
4469 queste funzioni che prendiamo in esame è \funcd{acl\_init}, il cui prototipo
4472 \headdecl{sys/types.h}
4473 \headdecl{sys/acl.h}
4475 \funcdecl{acl\_t acl\_init(int count)}
4477 Inizializza un'area di lavoro per una ACL di \param{count} voci.
4479 \bodydesc{La funzione restituisce un puntatore all'area di lavoro in caso di
4480 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
4481 assumerà uno dei valori:
4483 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{count} è negativo.
4484 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile.
4489 La funzione alloca ed inizializza un'area di memoria che verrà usata per
4490 mantenere i dati di una ACL contenente fino ad un massimo di \param{count}
4491 voci. La funzione ritorna un valore di tipo \type{acl\_t}, da usare in tutte
4492 le altre funzioni che operano sulla ACL. La funzione si limita alla
4493 allocazione iniziale e non inserisce nessun valore nella ACL che resta vuota.
4494 Si tenga presente che pur essendo \type{acl\_t} un \index{tipo!opaco} tipo
4495 opaco che identifica ``\textsl{l'oggetto}'' ACL, il valore restituito dalla
4496 funzione non è altro che un puntatore all'area di memoria allocata per i dati
4497 richiesti; pertanto in caso di fallimento verrà restituito un puntatore nullo
4498 e si dovrà confrontare il valore di ritorno della funzione con
4499 ``\code{(acl\_t) NULL}''.
4501 Una volta che si siano completate le operazioni sui dati di una ACL la memoria
4502 allocata dovrà essere liberata esplicitamente attraverso una chiamata alla
4503 funzione \funcd{acl\_free}, il cui prototipo è:
4505 \headdecl{sys/types.h}
4506 \headdecl{sys/acl.h}
4508 \funcdecl{int acl\_free(void * obj\_p)}
4510 Disalloca la memoria riservata per i dati di una ACL.
4512 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ se
4513 \param{obj\_p} non è un puntatore valido, nel qual caso \var{errno}
4514 assumerà il valore \errcode{EINVAL}
4518 Si noti come la funzione richieda come argomento un puntatore di tipo
4519 ``\ctyp{void *}'', essa infatti può essere usata non solo per liberare la
4520 memoria allocata per i dati di una ACL, ma anche per quella usata per creare
4521 le stringhe di descrizione testuale delle ACL o per ottenere i valori dei
4522 qualificatori di una voce; pertanto a seconda dei casi occorrerà eseguire un
4523 \textit{cast} a ``\ctyp{void *}'' del tipo di dato di cui si vuole eseguire la
4524 disallocazione. Si tenga presente poi che oltre a \func{acl\_init} esistono
4525 molte altre funzioni che possono allocare memoria per i dati delle ACL, è
4526 pertanto opportuno tenere traccia di tutte queste funzioni perché alla fine
4527 delle operazioni tutta la memoria allocata dovrà essere liberata con
4530 Una volta che si abbiano a disposizione i dati di una ACL tramite il
4531 riferimento ad oggetto di tipo \type{acl\_t} questi potranno essere copiati
4532 con la funzione \funcd{acl\_dup}, il cui prototipo è:
4534 \headdecl{sys/types.h}
4535 \headdecl{sys/acl.h}
4537 \funcdecl{acl\_t acl\_dup(acl\_t acl)}
4539 Crea una copia della ACL \param{acl}.
4541 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4542 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4543 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4545 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{acl} non è un puntatore valido
4547 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è sufficiente memoria disponibile per eseguire
4553 La funzione crea una copia dei dati della ACL indicata tramite l'argomento
4554 \param{acl}, allocando autonomamente tutto spazio necessario alla copia e
4555 restituendo un secondo oggetto di tipo \type{acl\_t} come riferimento a
4556 quest'ultima. Valgono per questo le stesse considerazioni fatte per il valore
4557 di ritorno di \func{acl\_init}, ed in particolare il fatto che occorrerà
4558 prevedere una ulteriore chiamata esplicita a \func{acl\_free} per liberare la
4559 memoria occupata dalla copia.
4561 Se si deve creare una ACL manualmente l'uso di \func{acl\_init} è scomodo,
4562 dato che la funzione restituisce una ACL vuota, una alternativa allora è usare
4563 \funcd{acl\_from\_mode} che consente di creare una ACL a partire da un valore
4564 di permessi ordinari, il prototipo della funzione è:
4566 \headdecl{sys/types.h}
4567 \headdecl{sys/acl.h}
4569 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_mode(mode\_t mode)}
4571 Crea una ACL inizializzata con i permessi di \param{mode}.
4573 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4574 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4575 \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
4580 La funzione restituisce una ACL inizializzata con le tre voci obbligatorie
4581 \const{ACL\_USER\_OBJ}, \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e \const{ACL\_OTHER} già
4582 impostate secondo la corrispondenza ai valori dei permessi ordinari indicati
4583 dalla maschera passata nell'argomento \param{mode}. Questa funzione è una
4584 estensione usata dalle ACL di Linux e non è portabile, ma consente di
4585 semplificare l'inizializzazione in maniera molto comoda.
4587 Altre due funzioni che consentono di creare una ACL già inizializzata sono
4588 \funcd{acl\_get\_fd} e \funcd{acl\_get\_file}, che però sono per lo più
4589 utilizzate per leggere la ACL corrente di un file; i rispettivi prototipi
4592 \headdecl{sys/types.h}
4593 \headdecl{sys/acl.h}
4595 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_file(const char *path\_p, acl\_type\_t type)}
4596 \funcdecl{acl\_t acl\_get\_fd(int fd)}
4598 Ottiene i dati delle ACL di un file.
4600 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4601 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4602 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4604 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4605 \item[\errcode{ENOTSUP}] il filesystem cui fa riferimento il file non
4608 ed inoltre \errval{EBADF} per \func{acl\_get\_fd}, ed \errval{EINVAL} per
4609 valori scorretti di \param{type} e tutti i possibili errori per l'accesso ad
4610 un file per \func{acl\_get\_file}.
4615 Le due funzioni ritornano, con un oggetto di tipo \type{acl\_t}, il valore
4616 della ACL correntemente associata ad un file, che può essere identificato
4617 tramite un file descriptor usando \func{acl\_get\_fd} o con un pathname usando
4618 \func{acl\_get\_file}. Nel caso di quest'ultima funzione, che può richiedere
4619 anche la ACL relativa ad una directory, il secondo argomento \param{type}
4620 consente di specificare se si vuole ottenere la ACL di default o quella di
4621 accesso. Questo argomento deve essere di tipo \type{acl\_type\_t} e può
4622 assumere solo i due valori riportati in tab.~\ref{tab:acl_type}.
4627 \begin{tabular}{|l|l|}
4629 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4632 \const{ACL\_TYPE\_ACCESS} & indica una ACL di accesso.\\
4633 \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT}& indica una ACL di default.\\
4636 \caption{Le costanti che identificano il tipo di ACL.}
4637 \label{tab:acl_type}
4640 Si tenga presente che nel caso di \func{acl\_get\_file} occorrerà che il
4641 processo chiamante abbia privilegi di accesso sufficienti a poter leggere gli
4642 attributi estesi dei file (come illustrati in sez.~\ref{sec:file_xattr});
4643 inoltre una ACL di tipo \const{ACL\_TYPE\_DEFAULT} potrà essere richiesta
4644 soltanto per una directory, e verrà restituita solo se presente, altrimenti
4645 verrà restituita una ACL vuota.
4647 Infine si potrà creare una ACL direttamente dalla sua rappresentazione
4648 testuale con la funzione \funcd{acl\_from\_text}, il cui prototipo è:
4650 \headdecl{sys/types.h}
4651 \headdecl{sys/acl.h}
4653 \funcdecl{acl\_t acl\_from\_text(const char *buf\_p)}
4655 Crea una ACL a partire dalla sua rappresentazione testuale.
4657 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4658 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4659 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4661 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4662 \item[\errcode{EINVAL}] la rappresentazione testuale all'indirizzo
4663 \param{buf\_p} non è valida.
4669 La funzione prende come argomento il puntatore ad un buffer dove si è inserita
4670 la rappresentazione testuale della ACL che si vuole creare, la memoria
4671 necessaria viene automaticamente allocata ed in caso di successo viene
4672 restituito come valore di ritorno un oggetto di tipo \type{acl\_t} con il
4673 contenuto della stessa, che come per le precedenti funzioni, dovrà essere
4674 disallocato esplicitamente al termine del suo utilizzo.
4676 La rappresentazione testuale di una ACL è quella usata anche dai comandi
4677 ordinari per la gestione delle ACL (\texttt{getfacl} e \texttt{setfacl}), che
4678 prevede due diverse forme, estesa e breve, entrambe supportate da
4679 \func{acl\_from\_text}. La forma estesa prevede che sia specificata una voce
4680 per riga, nella forma:
4682 tipo:qualificatore:permessi
4684 dove il tipo può essere uno fra \texttt{user}, \texttt{group}, \texttt{other}
4685 e \texttt{mask}. Il qualificatore è presente solo per \texttt{user} e
4686 \texttt{group} e indica l'utente o il gruppo a cui la voce si riferisce; i
4687 permessi sono espressi con una tripletta di lettere analoga a quella usata per
4688 i permessi dei file.\footnote{vale a dire \texttt{r} per il permesso di
4689 lettura, \texttt{w} per il permesso di scrittura, \texttt{x} per il permesso
4690 di esecuzione (scritti in quest'ordine) e \texttt{-} per l'assenza del
4693 Va precisato che i due tipi \texttt{user} e \texttt{group} sono usati
4694 rispettivamente per indicare delle voci relative ad utenti e
4695 gruppi,\footnote{cioè per voci di tipo \const{ACL\_USER\_OBJ} e
4696 \const{ACL\_USER} per \texttt{user} e \const{ACL\_GROUP\_OBJ} e
4697 \const{ACL\_GROUP} per \texttt{group}.} applicate sia a quelli proprietari
4698 del file che a quelli generici; quelle dei proprietari si riconoscono per
4699 l'assenza di un qualificatore, ed in genere si scrivono per prima delle altre.
4700 Il significato delle voci di tipo \texttt{mask} e \texttt{mark} è evidente. In
4701 questa forma si possono anche inserire dei commenti precedendoli con il
4702 carattere ``\texttt{\#}''.
4704 La forma breve prevede invece la scrittura delle singole voci su una riga,
4705 separate da virgole; come specificatori del tipo di voce si possono usare le
4706 iniziali dei valori usati nella forma estesa (cioè ``\texttt{u}'',
4707 ``\texttt{g}'', ``\texttt{o}'' e ``\texttt{m}''), mentre le altri parte della
4708 voce sono le stesse. In questo caso non sono consentiti permessi.
4710 Per la conversione inversa, che consente di ottenere la rappresentazione
4711 testuale di una ACL, sono invece disponibili due funzioni, la prima delle due,
4712 di uso più immediato, è \funcd{acl\_to\_text}, il cui prototipo è:
4714 \headdecl{sys/types.h}
4715 \headdecl{sys/acl.h}
4717 \funcdecl{char * acl\_to\_text(acl\_t acl, ssize\_t *len\_p)}
4719 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4721 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4722 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e
4723 \code(acl\_t){NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
4726 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4727 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4733 La funzione restituisce il puntatore ad una stringa terminata da NUL
4734 contenente la rappresentazione in forma estesa della ACL passata come
4735 argomento, ed alloca automaticamente la memoria necessaria. Questa dovrà poi
4736 essere liberata, quando non più necessaria, con \func{acl\_free}. Se
4737 nell'argomento \param{len\_p} si passa un valore puntatore ad una variabile
4738 intera in questa verrà restituita la dimensione della stringa con la
4739 rappresentazione testuale (non comprendente il carattere nullo finale).
4741 La seconda funzione, \funcd{acl\_to\_any\_text}, permette di controllare con
4742 dovizia di dettagli la generazione della stringa contenente la
4743 rappresentazione testuale della ACL, il suo prototipo è:
4745 \headdecl{sys/types.h}
4746 \headdecl{sys/acl.h}
4748 \funcdecl{char * acl\_to\_any\_text(acl\_t acl, const char *prefix, char
4749 separator, int options)}
4751 Produce la rappresentazione testuale di una ACL.
4753 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore ad una stringa con la
4754 rappresentazione testuale della ACL in caso di successo e \val{NULL} in
4755 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4757 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare i dati.
4758 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4764 La funzione converte in formato testo la ACL indicata dall'argomento
4765 \param{acl}, usando il carattere \param{separator} come separatore delle
4766 singole voci; se l'argomento \param{prefix} non è nullo la stringa da esso
4767 indicata viene utilizzata come prefisso per le singole voci.
4769 L'ultimo argomento, \param{options}, consente di controllare la modalità con
4770 cui viene generata la rappresentazione testuale. Un valore nullo fa si che
4771 vengano usati gli identificatori standard \texttt{user}, \texttt{group},
4772 \texttt{other} e \texttt{mask} con i nomi di utenti e gruppi risolti rispetto
4773 ai loro valori numerici. Altrimenti si può specificare un valore in forma di
4774 maschera binaria, da ottenere con un OR aritmetico dei valori riportati in
4775 tab.~\ref{tab:acl_to_text_options}.
4780 \begin{tabular}{|l|p{8cm}|}
4782 \textbf{Tipo} & \textbf{Descrizione} \\
4785 \const{TEXT\_ABBREVIATE} & stampa le voci in forma abbreviata.\\
4786 \const{TEXT\_NUMERIC\_IDS} & non effettua la risoluzione numerica di
4787 \acr{uid} e \acr{gid}.\\
4788 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE}& per ciascuna voce che contiene permessi che
4789 vengono eliminati dalla \const{ACL\_MASK}
4790 viene generato un commento con i permessi
4791 effettivamente risultanti; il commento è
4792 separato con un tabulatore.\\
4793 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} & viene generato un commento con i permessi
4794 effettivi per ciascuna voce che contiene
4795 permessi citati nella \const{ACL\_MASK},
4796 anche quando questi non vengono modificati
4797 da essa; il commento è separato con un
4799 \const{TEXT\_SMART\_INDENT} & da usare in combinazione con le precedenti
4800 \const{TEXT\_SOME\_EFFECTIVE} e
4801 \const{TEXT\_ALL\_EFFECTIVE} aumenta
4802 automaticamente il numero di spaziatori
4803 prima degli eventuali commenti in modo da
4804 mantenerli allineati.\\
4807 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{options} di
4808 \func{acl\_to\_any\_text}.}
4809 \label{tab:acl_to_text_options}
4812 Come per \func{acl\_to\_text} anche in questo caso il buffer contenente la
4813 rappresentazione testuale dell'ACL, di cui la funzione restituisce
4814 l'indirizzo, viene allocato automaticamente, e dovrà essere esplicitamente
4815 disallocato con una chiamata ad \func{acl\_free}. Si tenga presente infine che
4816 questa funzione è una estensione specifica di Linux, e non è presente nella
4817 bozza dello standard POSIX.1e.
4819 Per quanto utile per la visualizzazione o l'impostazione da comando delle ACL,
4820 la forma testuale non è la più efficiente per poter memorizzare i dati
4821 relativi ad una ACL, ad esempio quando si vuole eseguirne una copia a scopo di
4822 archiviazione. Per questo è stata prevista la possibilità di utilizzare una
4823 rappresentazione delle ACL in una apposita forma binaria contigua e
4824 persistente. È così possibile copiare il valore di una ACL in un buffer e da
4825 questa rappresentazione tornare indietro e generare una ACL.
4827 Lo standard POSIX.1e prevede a tale scopo tre funzioni, la prima e più
4828 semplice è \funcd{acl\_size}, che consente di ottenere la dimensione che avrà
4829 la citata rappresentazione binaria, in modo da poter allocare per essa un
4830 buffer di dimensione sufficiente, il suo prototipo è:
4832 \headdecl{sys/types.h}
4833 \headdecl{sys/acl.h}
4835 \funcdecl{ssize\_t acl\_size(acl\_t acl)}
4837 Determina la dimensione della rappresentazione binaria di una ACL.
4839 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4840 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4841 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4843 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida.
4849 Prima di effettuare la lettura della rappresentazione binaria è sempre
4850 necessario allocare un buffer di dimensione sufficiente a contenerla, pertanto
4851 prima si dovrà far ricorso a \funcd{acl\_size} per ottenere tale dimensione e
4852 poi allocare il buffer con una delle funzioni di
4853 sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}. Una volta terminato l'uso della
4854 rappresentazione binaria, il buffer dovrà essere esplicitamente disallocato.
4856 La funzione che consente di leggere la rappresentazione binaria di una ACL è
4857 \funcd{acl\_copy\_ext}, il cui prototipo è:
4859 \headdecl{sys/types.h}
4860 \headdecl{sys/acl.h}
4862 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_ext(void *buf\_p, acl\_t acl, ssize\_t size)}
4864 Ottiene la rappresentazione binaria di una ACL.
4866 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo la dimensione in byte
4867 della rappresentazione binaria della ACL indicata da \param{acl} e $-1$ in
4868 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4870 \item[\errcode{EINVAL}] la ACL indicata da \param{acl} non è valida o
4871 \param{size} è negativo o nullo.
4872 \item[\errcode{ERANGE}] il valore di \param{size} è più piccolo della
4873 dimensione della rappresentazione della ACL.
4879 La funzione salverà la rappresentazione binaria della ACL indicata da
4880 \param{acl} sul buffer posto all'indirizzo \param{buf\_p} e lungo \param{size}
4881 byte, restituendo la dimensione della stessa come valore di ritorno. Qualora
4882 la dimensione della rappresentazione ecceda il valore di \param{size} la
4883 funzione fallirà con un errore di \errcode{ERANGE}. La funzione non ha nessun
4884 effetto sulla ACL indicata da \param{acl}.
4886 Viceversa se si vuole ripristinare una ACL a partire dalla rappresentazione
4887 binaria della stessa disponibile in un buffer si potrà usare la funzione
4888 \funcd{acl\_copy\_int}, il cui prototipo è:
4890 \headdecl{sys/types.h}
4891 \headdecl{sys/acl.h}
4893 \funcdecl{ssize\_t acl\_copy\_int(const void *buf\_p)}
4895 Ripristina la rappresentazione binaria di una ACL.
4897 \bodydesc{La funzione restituisce un oggetto di tipo \type{acl\_t} in caso
4898 di successo e \code{(acl\_t)NULL} in caso di errore, nel qual caso
4899 \var{errno} assumerà uno dei valori:
4901 \item[\errcode{EINVAL}] il buffer all'indirizzo \param{buf\_p} non contiene
4902 una rappresentazione corretta di una ACL.
4903 \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per allocare un oggetto
4904 \type{acl\_t} per la ACL richiesta.
4910 La funzione in caso di successo alloca autonomamente un oggetto di tipo
4911 \type{acl\_t} che viene restituito come valore di ritorno con il contenuto
4912 della ACL rappresentata dai dati contenuti nel buffer puntato da
4913 \param{buf\_p}. Si ricordi che come per le precedenti funzioni l'oggetto
4914 \type{acl\_t} dovrà essere disallocato esplicitamente al termine del suo
4917 Una volta che si disponga della ACL desiderata, questa potrà essere impostata
4918 su un file o una directory. Per impostare una ACL sono disponibili due
4919 funzioni; la prima è \funcd{acl\_set\_file}, che opera sia su file che su
4920 directory, ed il cui prototipo è:
4922 \headdecl{sys/types.h}
4923 \headdecl{sys/acl.h}
4925 \funcdecl{int acl\_set\_file(const char *path, acl\_type\_t type, acl\_t
4928 Imposta una ACL su un file o una directory.
4930 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4931 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4933 \item[\errcode{EACCES}] o un generico errore di accesso a \param{path} o il
4934 valore di \param{type} specifica una ACL il cui tipo non può essere
4935 assegnato a \param{path}.
4936 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4937 ha in valore non corretto.
4938 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4939 dati aggiuntivi della ACL.
4940 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4941 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4943 ed inoltre \errval{ENOENT}, \errval{ENOTDIR}, \errval{ENAMETOOLONG},
4944 \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4948 La funzione consente di assegnare la ACL contenuta in \param{acl} al file o
4949 alla directory indicate dal pathname \param{path}, mentre con \param{type} si
4950 indica il tipo di ACL utilizzando le costanti di tab.~\ref{tab:acl_type}, ma
4951 si tenga presente che le ACL di default possono essere solo impostate
4952 qualora \param{path} indichi una directory. Inoltre perché la funzione abbia
4953 successo la ACL dovrà essere valida, e contenere tutti le voci necessarie,
4954 unica eccezione è quella in cui si specifica una ACL vuota per cancellare la
4955 ACL di default associata a \func{path}.\footnote{questo però è una estensione
4956 della implementazione delle ACL di Linux, la bozza di standard POSIX.1e
4957 prevedeva l'uso della apposita funzione \funcd{acl\_delete\_def\_file}, che
4958 prende come unico argomento il pathname della directory di cui si vuole
4959 cancellare l'ACL di default, per i dettagli si ricorra alla pagina di
4960 manuale.} La seconda funzione che consente di impostare una ACL è
4961 \funcd{acl\_set\_fd}, ed il suo prototipo è:
4963 \headdecl{sys/types.h}
4964 \headdecl{sys/acl.h}
4966 \funcdecl{int acl\_set\_fd(int fd, acl\_t acl)}
4968 Imposta una ACL su un file descriptor.
4970 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
4971 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
4973 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{acl} non è una ACL valida, o \param{type}
4974 ha in valore non corretto.
4975 \item[\errcode{ENOSPC}] non c'è spazio disco sufficiente per contenere i
4976 dati aggiuntivi della ACL.
4977 \item[\errcode{ENOTSUP}] si è cercato di impostare una ACL su un file
4978 contenuto in un filesystem che non supporta le ACL.
4980 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{EROFS}, \errval{EPERM}.
4984 La funzione è del tutto è analoga a \funcd{acl\_set\_file} ma opera
4985 esclusivamente sui file identificati tramite un file descriptor. Non dovendo
4986 avere a che fare con directory (e con la conseguente possibilità di avere una
4987 ACL di default) la funzione non necessita che si specifichi il tipo di ACL,
4988 che sarà sempre di accesso, e prende come unico argomento, a parte il file
4989 descriptor, la ACL da impostare.
4991 Le funzioni viste finora operano a livello di una intera ACL, eseguendo in una
4992 sola volta tutte le operazioni relative a tutte le voci in essa contenuta. In
4993 generale è possibile modificare un singolo valore all'interno di una singola
4994 voce direttamente con le funzioni previste dallo standard POSIX.1e. Queste
4995 funzioni però sono alquanto macchinose da utilizzare per cui è molto più
4996 semplice operare direttamente sulla rappresentazione testuale. Questo è il
4997 motivo per non tratteremo nei dettagli dette funzioni, fornendone solo una
4998 descrizione sommaria; chi fosse interessato potrà ricorrere alle pagina di
5001 Se si vuole operare direttamente sui contenuti di un oggetto di tipo
5002 \type{acl\_t} infatti occorre fare riferimento alle singole voci tramite gli
5003 opportuni puntatori di tipo \type{acl\_entry\_t}, che possono essere ottenuti
5004 dalla funzione \funcd{acl\_get\_entry} (per una voce esistente) o dalla
5005 funzione \funcd{acl\_create\_entry} per una voce da aggiungere. Nel caso della
5006 prima funzione si potrà poi ripetere la lettura per ottenere i puntatori alle
5007 singole voci successive alla prima.
5009 Una volta ottenuti detti puntatori si potrà operare sui contenuti delle singole
5010 voci; con le funzioni \funcd{acl\_get\_tag\_type}, \funcd{acl\_get\_qualifier},
5011 \funcd{acl\_get\_permset} si potranno leggere rispettivamente tipo,
5012 qualificatore e permessi mentre con le corrispondente funzioni
5013 \funcd{acl\_set\_tag\_type}, \funcd{acl\_set\_qualifier},
5014 \funcd{acl\_set\_permset} si possono impostare i valori; in entrambi i casi
5015 vengono utilizzati tipi di dato ad hoc.\footnote{descritti nelle singole
5016 pagine di manuale.} Si possono poi copiare i valori di una voce da una ACL
5017 ad un altra con \funcd{acl\_copy\_entry} o eliminare una voce da una ACL con
5018 \funcd{acl\_delete\_entry}.
5020 \itindend{Access~Control~List~(ACL)}
5023 \subsection{La gestione delle quote disco}
5024 \label{sec:disk_quota}
5026 Quella delle quote disco è una funzionalità introdotta inizialmente da BSD, e
5027 presente in Linux fino dai kernel dalla serie 2.0, che consente di porre dei
5028 tetti massimi al consumo delle risorse di un filesystem (spazio disco e
5029 \textit{inode}) da parte di utenti e gruppi. Dato che la funzionalità ha senso
5030 solo per i filesystem su cui si mantengono i dati degli utenti\footnote{in
5031 genere la si attiva sul filesystem che contiene le \textit{home} degli
5032 utenti, dato che non avrebbe senso per i file di sistema che in genere
5033 appartengono all'amministratore.} essa deve essere esplicitamente richiesta;
5034 questo si fa tramite due distinte opzioni di montaggio, \texttt{usrquota} e
5035 \texttt{grpquota} che abilitano le quote rispettivamente per gli utenti e per
5036 i gruppi. Grazie a questo è possibile usare le limitazioni sulle quote solo
5037 sugli utenti o solo sui gruppi.
5039 Il meccanismo prevede che per ciascun filesystem che supporta le quote disco
5040 (i vari \textit{extN}, \textit{btrfs}, \textit{XFS}, \textit{JFS},
5041 \textit{ReiserFS}) il kernel provveda sia a mantenere aggiornati i dati
5042 relativi al consumo delle risorse da parte di utenti e/o gruppi che a far
5043 rispettare i limiti imposti dal sistema, con la generazione di un errore di
5044 \errval{EDQUOT} per tutte le operazioni sui file che porterebbero ad un
5045 superamento degli stessi. Si tenga presente che questi due compiti sono
5046 separati, il primo si attiva al montaggio del filesystem con le quote
5047 attivate, il secondo deve essere abilitato esplicitamente.
5049 Per il mantenimento dei dati di consumo delle risorse vengono usati due file
5050 riservati (uno per le quote utente e l'altro per le quote gruppo) nella
5051 directory radice del filesystem su cui si sono attivate le quote;\footnote{la
5052 cosa vale per tutti i filesystem tranne \textit{XFS} che mantiene i dati
5053 internamente.} con la versione 2 del supporto delle quote, l'unica rimasta
5054 in uso, questi file sono \texttt{aquota.user} e \texttt{aquota.group}, in
5055 precedenza erano \texttt{quota.user} e \texttt{quota.group}. Dato che i file
5056 vengono aggiornati soltanto se il filesystem è stato montato con il supporto
5057 delle quote, se si abilita questo in un secondo tempo (o se si eseguono
5058 operazioni sul filesystem senza averlo abilitato) i dati contenuti possono non
5059 corrispondere esattamente allo stato corrente del consumo delle risorse; per
5060 questo in genere prima di montare in scrittura un filesystem su cui sono
5061 abilitate le quote in genere viene utilizzato il comando \cmd{quotacheck} per
5062 verificare e aggiornare i dati.
5064 Le restrizioni sul consumo delle risorse prevedono due limiti, il primo viene
5065 detto \textit{soft limit} e può essere superato per brevi periodi di tempo, il
5066 secondo viene detto \textit{hard limit} non può mai essere superato. Il
5067 periodo di tempo per cui è possibile superare il \textit{soft limit} è detto
5068 ``\textsl{periodo di grazia}'' (\textit{grace period}), passato questo tempo
5069 il passaggio del \textit{soft limit} viene trattato allo stesso modo
5070 dell'\textit{hard limit}. Questi limiti riguardano separatamente sia lo
5071 spazio disco (i blocchi) che il numero di file (gli \textit{inode}) e devono
5072 pertanto essere specificati per entrambe le risorse.
5074 La funzione che consente di controllare tutti i vari aspetti della gestione
5075 delle quote è \funcd{quotactl}, ed il suo prototipo è:
5077 \headdecl{sys/types.h}
5078 \headdecl{sys/quota.h}
5080 \funcdecl{quotactl(int cmd, const char *dev, int id, caddr\_t addr)}
5082 Esegue una operazione di controllo sulle quote disco.
5084 \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di
5085 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
5087 \item[\errcode{EACCES}] il file delle quote non è un file ordinario.
5088 \item[\errcode{EBUSY}] si è richiesto \const{Q\_QUOTAON} ma le quote sono
5090 \item[\errcode{EFAULT}] l'indirizzo \param{addr} non è valido.
5091 \item[\errcode{EIO}] errore di lettura/scrittura sul file delle quote.
5092 \item[\errcode{EMFILE}] non si può aprire il file delle quote avendo
5093 superato il limite sul numero di file aperti nel sistema.
5094 \item[\errcode{EINVAL}] o \param{cmd} non è un comando valido,
5095 o il dispositivo \param{dev} non esiste.
5096 \item[\errcode{ENODEV}] \param{dev} non corrisponde ad un \textit{mount
5098 \item[\errcode{ENOPKG}] il kernel è stato compilato senza supporto per le
5100 \item[\errcode{ENOTBLK}] \param{dev} non è un dispositivo a blocchi.
5101 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i permessi per l'operazione richiesta.
5102 \item[\errcode{ESRCH}] è stato richiesto uno fra \const{Q\_GETQUOTA},
5103 \const{Q\_SETQUOTA}, \const{Q\_SETUSE}, \const{Q\_SETQLIM} per un
5104 filesystem senza quote attivate.
5109 La funzione richiede che il filesystem sul quale si vuole operare sia montato
5110 con il supporto delle quote abilitato; esso deve essere specificato con il
5111 nome del file di dispositivo nell'argomento \param{dev}. Per le operazioni che
5112 lo richiedono inoltre si dovrà indicare con l'argomento \param{id} l'utente o
5113 il gruppo (specificati rispettivamente per \acr{uid} e \acr{gid}) su cui si
5114 vuole operare. Alcune operazioni usano l'argomento \param{addr} per indicare
5115 un indirizzo ad un area di memoria il cui utilizzo dipende dall'operazione
5118 Il tipo di operazione che si intende effettuare deve essere indicato tramite
5119 il primo argomento \param{cmd}, questo in genere viene specificato con
5120 l'ausilio della macro \macro{QCMD}:
5122 \funcdecl{int QCMD(subcmd,type)} Imposta il comando \param{subcmd} per il
5123 tipo di quote (utente o gruppo) \param{type}.
5125 \noindent che consente di specificare, oltre al tipo di operazione, se questa
5126 deve applicarsi alle quote utente o alle quote gruppo, nel qual
5127 caso \param{type} deve essere rispettivamente \const{USRQUOTA} o
5134 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5136 \textbf{Comando} & \textbf{Descrizione} \\
5139 \const{Q\_QUOTAON} & Attiva l'applicazione delle quote disco per il
5140 filesystem indicato da \param{dev}, si deve passare
5141 in \param{addr} il pathname al file che mantiene le
5142 quote, che deve esistere, e \param{id} deve indicare
5143 la versione del formato con uno dei valori di
5144 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}; l'operazione
5145 richiede i privilegi di amministratore.\\
5146 \const{Q\_QUOTAOFF} & Disattiva l'applicazione delle quote disco per il
5147 filesystem indicato da \param{dev}, \param{id}
5148 e \param{addr} vengono ignorati; l'operazione
5149 richiede i privilegi di amministratore.\\
5150 \const{Q\_GETQUOTA} & Legge i limiti ed i valori correnti delle quote nel
5151 filesystem indicato da \param{dev} per l'utente o
5152 il gruppo specificato da \param{id}; si devono avere
5153 i privilegi di amministratore per leggere i dati
5154 relativi ad altri utenti o a gruppi di cui non si fa
5155 parte, il risultato viene restituito in una struttura
5156 \struct{dqblk} all'indirizzo indicato
5158 \const{Q\_SETQUOTA} & Imposta i limiti per le quote nel filesystem
5159 indicato da \param{dev} per l'utente o il gruppo
5160 specificato da \param{id} secondo i valori ottenuti
5161 dalla struttura \struct{dqblk} puntata
5162 da \param{addr}; l'operazione richiede i privilegi
5163 di amministratore.\\
5164 \const{Q\_GETINFO} & Legge le informazioni (in sostanza i \textit{grace
5165 time}) delle quote del filesystem indicato
5166 da \param{dev} sulla struttura \struct{dqinfo}
5167 puntata da \param{addr}, \param{id} viene ignorato.\\
5168 \const{Q\_SETINFO} & Imposta le informazioni delle quote del filesystem
5169 indicato da \param{dev} come ottenuti dalla
5170 struttura \struct{dqinfo} puntata
5171 da \param{addr}, \param{id} viene ignorato;
5172 l'operazione richiede i privilegi di amministratore.\\
5173 \const{Q\_GETFMT} & Richiede il valore identificativo (quello di
5174 tab.~\ref{tab:quotactl_id_format}) per il formato
5175 delle quote attualmente in uso sul filesystem
5176 indicato da \param{dev}, che sarà memorizzato
5177 sul buffer di 4 byte puntato da \param{addr}.\\
5178 \const{Q\_SYNC} & Aggiorna la copia su disco dei dati delle quote del
5179 filesystem indicato da \param{dev}; in questo
5180 caso \param{dev} può anche essere \val{NULL} nel
5181 qual caso verranno aggiornati i dati per tutti i
5182 filesystem con quote attive, \param{id}
5183 e \param{addr} vengono comunque ignorati.\\
5184 \const{Q\_GETSTATS} & Ottiene statistiche ed altre informazioni generali
5185 relative al sistema delle quote per il filesystem
5186 indicato da \param{dev}, richiede che si
5187 passi come argomento \param{addr} l'indirizzo di una
5188 struttura \struct{dqstats}, mentre i valori
5189 di \param{id} e \param{dev} vengono ignorati;
5190 l'operazione è obsoleta e non supportata nei kernel
5191 più recenti, che espongono la stessa informazione
5192 nei file sotto \procfile{/proc/self/fs/quota/}.\\
5196 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{subcmd} di
5198 \label{tab:quotactl_commands}
5202 Le diverse operazioni supportate da \func{quotactl}, da indicare con
5203 l'argomento \param{subcmd} di \macro{QCMD}, sono riportate in
5204 tab.~\ref{tab:quotactl_commands}. In generale le operazione di attivazione,
5205 disattivazione e di modifica dei limiti delle quote sono riservate e
5206 richiedono i privilegi di amministratore.\footnote{per essere precisi tutte le
5207 operazioni indicate come privilegiate in tab.~\ref{tab:quotactl_commands}
5208 richiedono la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Inoltre gli
5209 utenti possono soltanto richiedere i dati relativi alle proprie quote, solo
5210 l'amministratore può ottenere i dati di tutti.
5215 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5217 \textbf{Identificatore} & \textbf{Descrizione} \\
5220 \const{QFMT\_VFS\_OLD}& il vecchio (ed obsoleto) formato delle quote.\\
5221 \const{QFMT\_VFS\_V0} & la versione 0 usata dal VFS di Linux (supporta
5222 \acr{uid} e \acr{gid} a 32 bit e limiti fino a
5223 $2^{42}$ byte e $2^{32}$ file.\\
5224 \const{QFMT\_VFS\_V1} & la versione 1 usata dal VFS di Linux (supporta
5225 \acr{uid} e \acr{GID} a 32 bit e limiti fino a
5226 $2^{64}$ byte e $2^{64}$ file.\\
5229 \caption{Valori di identificazione del formato delle quote.}
5230 \label{tab:quotactl_id_format}
5233 Alcuni dei comandi di tab.~\ref{tab:quotactl_commands} sono alquanto complessi
5234 e richiedono un approfondimento maggiore, in particolare \const{Q\_GETQUOTA} e
5235 \const{Q\_SETQUOTA} fanno riferimento ad una specifica struttura
5236 \struct{dqblk}, la cui definizione è riportata in
5237 fig.~\ref{fig:dqblk_struct},\footnote{la definizione mostrata è quella usata
5238 fino dal kernel 2.4.22, non prenderemo in considerazione le versioni
5239 obsolete.} nella quale vengono inseriti i dati relativi alle quote di un
5242 \begin{figure}[!htb]
5243 \footnotesize \centering
5244 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5245 \includestruct{listati/dqblk.h}
5248 \caption{La struttura \structd{dqblk} per i dati delle quote disco.}
5249 \label{fig:dqblk_struct}
5252 La struttura viene usata sia con \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i valori
5253 correnti dei limiti e dell'occupazione delle risorse, che con
5254 \const{Q\_SETQUOTA} per effettuare modifiche ai limiti; come si può notare ci
5255 sono alcuni campi (in sostanza \val{dqb\_curspace}, \val{dqb\_curinodes},
5256 \val{dqb\_btime}, \val{dqb\_itime}) che hanno senso solo in lettura in quanto
5257 riportano uno stato non modificabile da \func{quotactl}, come l'uso corrente
5258 di spazio e \textit{inode} o il tempo che resta nel caso si sia superato un
5259 \textit{soft limit}.
5264 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5266 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5269 \const{QIF\_BLIMITS}& Limiti sui blocchi di
5270 spazio disco (\val{dqb\_bhardlimit} e
5271 \val{dqb\_bsoftlimit}).\\
5272 \const{QIF\_SPACE} & Uso corrente
5273 dello spazio disco (\val{dqb\_curspace}).\\
5274 \const{QIF\_ILIMITS}& Limiti sugli \textit{inode}
5275 (\val{dqb\_ihardlimit} e \val{dqb\_isoftlimit}).\\
5276 \const{QIF\_INODES} & Uso corrente
5277 degli \textit{inode} (\val{dqb\_curinodes}).\\
5278 \const{QIF\_BTIME} & Tempo di
5279 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5280 blocchi (\val{dqb\_btime}).\\
5281 \const{QIF\_ITIME} & Tempo di
5282 sforamento del \textit{soft limit} sul numero di
5283 \textit{inode} (\val{dqb\_itime}).\\
5284 \const{QIF\_LIMITS} & L'insieme di \const{QIF\_BLIMITS} e
5285 \const{QIF\_ILIMITS}.\\
5286 \const{QIF\_USAGE} & L'insieme di \const{QIF\_SPACE} e
5287 \const{QIF\_INODES}.\\
5288 \const{QIF\_TIMES} & L'insieme di \const{QIF\_BTIME} e
5289 \const{QIF\_ITIME}.\\
5290 \const{QIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5293 \caption{Costanti per il campo \val{dqb\_valid} di \struct{dqblk}.}
5294 \label{tab:quotactl_qif_const}
5298 Inoltre in caso di modifica di un limite si può voler operare solo su una
5299 delle risorse (blocchi o \textit{inode});\footnote{non è possibile modificare
5300 soltanto uno dei limiti (\textit{hard} o \textit{soft}) occorre sempre
5301 rispecificarli entrambi.} per questo la struttura prevede un campo apposito,
5302 \val{dqb\_valid}, il cui scopo è quello di indicare quali sono gli altri campi
5303 che devono essere considerati validi. Questo campo è una maschera binaria che
5304 deve essere espressa nei termini di OR aritmetico delle apposite costanti di
5305 tab.~\ref{tab:quotactl_qif_const}, dove si è riportato il significato di
5306 ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5308 In lettura con \const{Q\_SETQUOTA} eventuali valori presenti in \struct{dqblk}
5309 vengono comunque ignorati, al momento la funzione sovrascrive tutti i campi e
5310 li marca come validi in \val{dqb\_valid}. Si possono invece usare
5311 \const{QIF\_BLIMITS} o \const{QIF\_ILIMITS} per richiedere di impostare solo
5312 la rispettiva tipologia di limiti con \const{Q\_SETQUOTA}. Si tenga presente
5313 che il sistema delle quote richiede che l'occupazione di spazio disco sia
5314 indicata in termini di blocchi e non di byte; dato che questo dipende da come
5315 si è creato il filesystem potrà essere necessario effettuare qualche
5316 controllo.\footnote{in genere viene usato un default di 1024 byte per blocco,
5317 ma quando si hanno file di dimensioni medie maggiori può convenire usare
5318 valori più alti per ottenere prestazioni migliori in conseguenza di un
5319 minore frazionamento dei dati e di indici più corti.}
5321 Altre due operazioni che necessitano di un approfondimento sono
5322 \const{Q\_GETINFO} e \const{Q\_SETINFO}, che sostanzialmente consentono di
5323 ottenere i dati relativi alle impostazioni delle altre proprietà delle quote,
5324 che si riducono poi alla durata del \textit{grace time} per i due tipi di
5325 limiti. In questo caso queste si proprietà generali sono identiche per tutti
5326 gli utenti, per cui viene usata una operazione distinta dalle
5327 precedenti. Anche in questo caso le due operazioni richiedono l'uso di una
5328 apposita struttura \struct{dqinfo}, la cui definizione è riportata in
5329 fig.~\ref{fig:dqinfo_struct}.
5331 \begin{figure}[!htb]
5332 \footnotesize \centering
5333 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
5334 \includestruct{listati/dqinfo.h}
5337 \caption{La struttura \structd{dqinfo} per i dati delle quote disco.}
5338 \label{fig:dqinfo_struct}
5341 Come per \struct{dqblk} anche in questo caso viene usato un campo della
5342 struttura, \val{dqi\_valid} come maschera binaria per dichiarare quale degli
5343 altri campi sono validi; le costanti usate per comporre questo valore sono
5344 riportate in tab.~\ref{tab:quotactl_iif_const} dove si è riportato il
5345 significato di ciascuna di esse ed i campi a cui fanno riferimento.
5350 \begin{tabular}{|l|l|}
5352 \textbf{Costante} & \textbf{Descrizione} \\
5355 \const{IIF\_BGRACE}& Il \textit{grace period} per i blocchi
5356 (\val{dqi\_bgrace}).\\
5357 \const{IIF\_IGRACE}& Il \textit{grace period} per gli \textit{inode}
5358 (\val{dqi\_igrace}).\\
5359 \const{IIF\_FLAGS} & I flag delle quote (\val{dqi\_flags}) (inusato ?).\\
5360 \const{IIF\_ALL} & Tutti i precedenti.\\
5363 \caption{Costanti per il campo \val{dqi\_valid} di \struct{dqinfo}.}
5364 \label{tab:quotactl_iif_const}
5367 Come in precedenza con \const{Q\_GETINFO} tutti i valori vengono letti
5368 sovrascrivendo il contenuto di \struct{dqinfo} e marcati come validi in
5369 \val{dqi\_valid}. In scrittura con \const{Q\_SETINFO} si può scegliere quali
5370 impostare, si tenga presente che i tempi dei campi \val{dqi\_bgrace} e
5371 \val{dqi\_igrace} devono essere specificati in secondi.
5373 Come esempi dell'uso di \func{quotactl} utilizzeremo estratti del codice di un
5374 modulo Python usato per fornire una interfaccia diretta a \func{quotactl}
5375 senza dover passare dalla scansione dei risultati di un comando. Il modulo si
5376 trova fra i pacchetti Debian messi a disposizione da Truelite Srl,
5377 all'indirizzo \url{http://labs.truelite.it/projects/packages}.\footnote{in
5378 particolare il codice C del modulo è nel file \texttt{quotamodule.c}
5379 visionabile a partire dall'indirizzo indicato nella sezione
5380 \textit{Repository}.}
5382 \begin{figure}[!htbp]
5383 \footnotesize \centering
5384 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5385 \includecodesample{listati/get_quota.c}
5387 \caption{Esempio di codice per ottenere i dati delle quote.}
5388 \label{fig:get_quota}
5391 Il primo esempio, riportato in fig.~\ref{fig:get_quota}, riporta il codice
5392 della funzione che consente di leggere le quote. La funzione fa uso
5393 dell'interfaccia dal C verso Python, che definisce i vari simboli \texttt{Py*}
5394 (tipi di dato e funzioni). Non staremo ad approfondire i dettagli di questa
5395 interfaccia, per la quale esistono numerose trattazioni dettagliate, ci
5396 interessa solo esaminare l'uso di \func{quotactl}.
5398 In questo caso la funzione prende come argomenti (\texttt{\small 1}) l'intero
5399 \texttt{who} che indica se si vuole operare sulle quote utente o gruppo,
5400 l'identificatore \texttt{id} dell'utente o del gruppo scelto, ed il nome del
5401 file di dispositivo del filesystem su cui si sono attivate le
5402 quote.\footnote{questi vengono passati come argomenti dalle funzioni mappate
5403 come interfaccia pubblica del modulo (una per gruppi ed una per gli utenti)
5404 che si incaricano di decodificare i dati passati da una chiamata nel codice
5405 Python.} Questi argomenti vengono passati direttamente alla chiamata a
5406 \func{quotactl} (\texttt{\small 5}), a parte \texttt{who} che viene abbinato
5407 con \macro{QCMD} al comando \const{Q\_GETQUOTA} per ottenere i dati.
5409 La funzione viene eseguita all'interno di un condizionale (\texttt{\small
5410 5--16}) che in caso di successo provvede a costruire (\texttt{\small 6--12})
5411 opportunamente una risposta restituendo tramite la opportuna funzione di
5412 interfaccia un oggetto Python contenente i dati della struttura \struct{dqblk}
5413 relativi a uso corrente e limiti sia per i blocchi che per gli
5414 \textit{inode}. In caso di errore (\texttt{\small 13--15}) si usa un'altra
5415 funzione dell'interfaccia per passare il valore di \var{errno} come eccezione.
5417 \begin{figure}[!htbp]
5418 \footnotesize \centering
5419 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
5420 \includecodesample{listati/set_block_quota.c}
5422 \caption{Esempio di codice per impostare i limiti sullo spazio disco.}
5423 \label{fig:set_block_quota}
5426 Per impostare i limiti sullo spazio disco si potrà usare una seconda funzione,
5427 riportata in fig.~\ref{fig:set_block_quota}, che prende gli stessi argomenti
5428 della precedente, con lo stesso significato, a cui si aggiungono i valori per
5429 il \textit{soft limit} e l'\textit{hard limit}. In questo caso occorrerà,
5430 prima di chiamare \func{quotactl}, inizializzare opportunamente
5431 (\texttt{\small 5--7}) i campi della struttura \struct{dqblk} che si vogliono
5432 utilizzare (quelli relativi ai limiti sui blocchi) e specificare gli stessi
5433 con \const{QIF\_BLIMITS} in \var{dq.dqb\_valid}.
5435 Fatto questo la chiamata a \func{quotactl}, stavolta con il comando
5436 \const{Q\_SETQUOTA}, viene eseguita come in precedenza all'interno di un
5437 condizionale (\texttt{\small 9--14}). In questo caso non essendovi da
5438 restituire nessun dato in caso di successo si usa (\texttt{\small 10}) una
5439 apposita funzione di uscita, mentre si restituisce come prima una eccezione
5440 con il valore di \var{errno} in caso di errore (\texttt{\small 12--13}).
5443 \subsection{La gestione delle \textit{capabilities}}
5444 \label{sec:proc_capabilities}
5446 \itindbeg{capabilities}
5448 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_access_id} l'architettura classica della
5449 gestione dei privilegi in un sistema unix-like ha il sostanziale problema di
5450 fornire all'amministratore dei poteri troppo ampi, questo comporta che anche
5451 quando si siano predisposte delle misure di protezione per in essere in grado
5452 di difendersi dagli effetti di una eventuale compromissione del
5453 sistema,\footnote{come montare un filesystem in sola lettura per impedirne
5454 modifiche, o marcare un file come immutabile.} una volta che questa sia
5455 stata effettuata e si siano ottenuti i privilegi di amministratore, queste
5456 potranno essere comunque rimosse.\footnote{nei casi elencati nella precedente
5457 nota si potrà sempre rimontare il sistema in lettura-scrittura, o togliere
5458 la marcatura di immutabilità.}
5460 Il problema consiste nel fatto che nell'architettura tradizionale di un
5461 sistema unix-like i controlli di accesso sono basati su un solo livello di
5462 separazione: per i processi normali essi sono posti in atto, mentre per i
5463 processi con i privilegi di amministratore essi non vengono neppure eseguiti;
5464 per questo motivo non era previsto alcun modo per evitare che un processo con
5465 diritti di amministratore non potesse eseguire certe operazioni, o per cedere
5466 definitivamente alcuni privilegi da un certo momento in poi.
5468 Per ovviare a tutto ciò, a partire dai kernel della serie 2.2, è stato
5469 introdotto un meccanismo, detto \textit{capabilities}, che consentisse di
5470 suddividere i vari privilegi tradizionalmente associati all'amministratore in
5471 un insieme di \textsl{capacità} distinte. L'idea era che queste capacità
5472 potessero essere abilitate e disabilitate in maniera indipendente per ciascun
5473 processo con privilegi di amministratore, permettendo così una granularità
5474 molto più fine nella distribuzione degli stessi che evitasse la originaria
5475 situazione di ``\textsl{tutto o nulla}''.
5477 Il meccanismo completo delle \textit{capabilities}\footnote{l'implementazione
5478 si rifà ad una bozza di quello che doveva diventare lo standard POSIX.1e,
5479 poi abbandonato.} prevede inoltre la possibilità di associare le stesse ai
5480 singoli file eseguibili, in modo da poter stabilire quali capacità possono
5481 essere utilizzate quando viene messo in esecuzione uno specifico programma; ma
5482 il supporto per questa funzionalità, chiamata \textit{file capabilities}, è
5483 stato introdotto soltanto a partire dal kernel 2.6.24. Fino ad allora doveva
5484 essere il programma stesso ad eseguire una riduzione esplicita delle sue
5485 capacità, cosa che ha reso l'uso di questa funzionalità poco diffuso, vista la
5486 presenza di meccanismi alternativi per ottenere limitazioni delle capacità
5487 dell'amministratore a livello di sistema operativo, come \index{SELinux}
5490 Con questo supporto e con le ulteriori modifiche introdotte con il kernel
5491 2.6.25 il meccanismo delle \textit{capabilities} è stato totalmente
5492 rivoluzionato, rendendolo più aderente alle intenzioni originali dello
5493 standard POSIX, rimuovendo il significato che fino ad allora aveva avuto la
5494 capacità \const{CAP\_SETPCAP} e cambiando le modalità di funzionamento del
5495 cosiddetto \itindex{capabilities~bounding~set} \textit{capabilities bounding
5496 set}. Ulteriori modifiche sono state apportate con il kernel 2.6.26 per
5497 consentire la rimozione non ripristinabile dei privilegi di
5498 amministratore. Questo fa sì che il significato ed il comportamento del kernel
5499 finisca per dipendere dalla versione dello stesso e dal fatto che le nuove
5500 \textit{file capabilities} siano abilitate o meno. Per capire meglio la
5501 situazione e cosa è cambiato conviene allora spiegare con maggiori dettagli
5502 come funziona il meccanismo delle \textit{capabilities}.
5504 Il primo passo per frazionare i privilegi garantiti all'amministratore,
5505 supportato fin dalla introduzione iniziale del kernel 2.2, è stato quello in
5506 cui a ciascun processo sono stati associati tre distinti insiemi di
5507 \textit{capabilities}, denominati rispettivamente \textit{permitted},
5508 \textit{inheritable} ed \textit{effective}. Questi insiemi vengono mantenuti
5509 in forma di tre diverse maschere binarie,\footnote{il kernel li mantiene, come
5510 i vari identificatori di sez.~\ref{sec:proc_setuid}, all'interno della
5511 \struct{task\_struct} di ciascun processo (vedi
5512 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}), nei tre campi \texttt{cap\_effective},
5513 \texttt{cap\_inheritable}, \texttt{cap\_permitted} del tipo
5514 \texttt{kernel\_cap\_t}; questo era, fino al kernel 2.6.25 definito come
5515 intero a 32 bit per un massimo di 32 \textit{capabilities} distinte,
5516 attualmente è stato aggiornato ad un vettore in grado di mantenerne fino a
5517 64.} in cui ciascun bit corrisponde ad una capacità diversa.
5519 L'utilizzo di tre distinti insiemi serve a fornire una interfaccia flessibile
5520 per l'uso delle \textit{capabilities}, con scopi analoghi a quelli per cui
5521 sono mantenuti i diversi insiemi di identificatori di
5522 sez.~\ref{sec:proc_setuid}; il loro significato, che è rimasto sostanzialmente
5523 lo stesso anche dopo le modifiche seguite alla introduzione delle
5524 \textit{file capabilities} è il seguente:
5525 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5526 \item[\textit{permitted}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5527 ``\textsl{permesse}'', cioè l'insieme di quelle capacità che un processo
5528 \textsl{può} impostare come \textsl{effettive} o come
5529 \textsl{ereditabili}. Se un processo cancella una capacità da questo insieme
5530 non potrà più riassumerla.\footnote{questo nei casi ordinari, sono
5531 previste però una serie di eccezioni, dipendenti anche dal tipo di
5532 supporto, che vedremo meglio in seguito dato il notevole intreccio nella
5534 \item[\textit{inheritable}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5535 ``\textsl{ereditabili}'', cioè di quelle che verranno trasmesse come insieme
5536 delle \textsl{permesse} ad un nuovo programma eseguito attraverso una
5537 chiamata ad \func{exec}.
5538 \item[\textit{effective}] l'insieme delle \textit{capabilities}
5539 ``\textsl{effettive}'', cioè di quelle che vengono effettivamente usate dal
5540 kernel quando deve eseguire il controllo di accesso per le varie operazioni
5541 compiute dal processo.
5542 \label{sec:capabilities_set}
5545 Con l'introduzione delle \textit{file capabilities} sono stati introdotti
5546 altri tre insiemi associabili a ciascun file.\footnote{la realizzazione viene
5547 eseguita con l'uso di uno specifico attributo esteso,
5548 \texttt{security.capability}, la cui modifica è riservata, (come illustrato
5549 in sez.~\ref{sec:file_xattr}) ai processi dotato della capacità
5550 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.} Le \textit{file capabilities} hanno effetto
5551 soltanto quando il file che le porta viene eseguito come programma con una
5552 \func{exec}, e forniscono un meccanismo che consente l'esecuzione dello stesso
5553 con maggiori privilegi; in sostanza sono una sorta di estensione del
5554 \acr{suid} bit limitato ai privilegi di amministratore. Anche questi tre
5555 insiemi sono identificati con gli stessi nomi di quello dei processi, ma il
5556 loro significato è diverso:
5557 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
5558 \item[\textit{permitted}] (chiamato originariamente \textit{forced}) l'insieme
5559 delle capacità che con l'esecuzione del programma verranno aggiunte alle
5560 capacità \textsl{permesse} del processo.
5561 \item[\textit{inheritable}] (chiamato originariamente \textit{allowed})
5562 l'insieme delle capacità che con l'esecuzione del programma possono essere
5563 ereditate dal processo originario (che cioè non vengono tolte
5564 dall'\textit{inheritable set} del processo originale all'esecuzione di
5566 \item[\textit{effective}] in questo caso non si tratta di un insieme ma di un
5567 unico valore logico; se attivo all'esecuzione del programma tutte le
5568 capacità che risulterebbero \textsl{permesse} verranno pure attivate,
5569 inserendole automaticamente nelle \textsl{effettive}, se disattivato nessuna
5570 capacità verrà attivata (cioè l'\textit{effective set} resterà vuoto).
5573 \itindbeg{capabilities~bounding~set}
5575 Infine come accennato, esiste un ulteriore insieme, chiamato
5576 \textit{capabilities bounding set}, il cui scopo è quello di costituire un
5577 limite alle capacità che possono essere attivate per un programma. Il suo
5578 funzionamento però è stato notevolmente modificato con l'introduzione delle
5579 \textit{file capabilities} e si deve pertanto prendere in considerazione una
5580 casistica assai complessa.
5582 Per i kernel fino al 2.6.25, o se non si attiva il supporto per le
5583 \textit{file capabilities}, il \textit{capabilities bounding set} è un
5584 parametro generale di sistema, il cui valore viene riportato nel file
5585 \sysctlfile{kernel/cap-bound}. Il suo valore iniziale è definito in
5586 sede di compilazione del kernel, e da sempre ha previsto come default la
5587 presenza di tutte le \textit{capabilities} eccetto \const{CAP\_SETPCAP}. In
5588 questa situazione solo il primo processo eseguito nel sistema (quello con
5589 \textsl{pid} 1, di norma \texttt{/sbin/init}) ha la possibilità di
5590 modificarlo; ogni processo eseguito successivamente, se dotato dei privilegi
5591 di amministratore, è in grado soltanto di rimuovere una delle
5592 \textit{capabilities} già presenti dell'insieme.\footnote{per essere precisi
5593 occorreva la capacità \const{CAP\_SYS\_MODULE}.}
5595 In questo caso l'effetto complessivo del \textit{capabilities bounding set} è
5596 che solo le capacità in esso presenti possono essere trasmesse ad un altro
5597 programma attraverso una \func{exec}. Questo in sostanza significa che se un
5598 qualunque programma elimina da esso una capacità, considerato che
5599 \texttt{init} (almeno nelle versioni ordinarie) non supporta la reimpostazione
5600 del \textit{bounding set}, questa non sarà più disponibile per nessun processo
5601 a meno di un riavvio, eliminando così in forma definitiva quella capacità per
5602 tutti, compreso l'amministratore.\footnote{la qual cosa, visto il default
5603 usato per il \textit{capabilities bounding set}, significa anche che
5604 \const{CAP\_SETPCAP} non è stata praticamente mai usata nella sua forma
5607 Con il kernel 2.6.25 e le \textit{file capabilities} il \textit{bounding set}
5608 è diventato una proprietà di ciascun processo, che viene propagata invariata
5609 sia attraverso una \func{fork} che una \func{exec}. In questo caso il file
5610 \sysctlfile{kernel/cap-bound} non esiste e \texttt{init} non ha nessun
5611 ruolo speciale, inoltre in questo caso all'avvio il valore iniziale prevede la
5612 presenza di tutte le capacità (compresa \const{CAP\_SETPCAP}).
5614 Con questo nuovo meccanismo il \textit{bounding set} continua a ricoprire un
5615 ruolo analogo al precedente nel passaggio attraverso una \func{exec}, come
5616 limite alle capacità che possono essere aggiunte al processo in quanto
5617 presenti nel \textit{permitted set} del programma messo in esecuzione, in
5618 sostanza il nuovo programma eseguito potrà ricevere una capacità presente nel
5619 suo \textit{permitted set} (quello del file) solo se questa è anche nel
5620 \textit{bounding set} (del processo). In questo modo si possono rimuovere
5621 definitivamente certe capacità da un processo, anche qualora questo dovesse
5622 eseguire un programma privilegiato che prevede di riassegnarle.
5624 Si tenga presente però che in questo caso il \textit{bounding set} blocca
5625 esclusivamente le capacità indicate nel \textit{permitted set} del programma
5626 che verrebbero attivate in caso di esecuzione, e non quelle eventualmente già
5627 presenti nell'\textit{inheritable set} del processo (ad esempio perché
5628 presenti prima di averle rimosse dal \textit{bounding set}). In questo caso
5629 eseguendo un programma che abbia anche lui dette capacità nel suo
5630 \textit{inheritable set} queste verrebbero assegnate.
5632 In questa seconda versione inoltre il \textit{bounding set} costituisce anche
5633 un limite per le capacità che possono essere aggiunte all'\textit{inheritable
5634 set} del processo stesso con \func{capset}, sempre nel senso che queste
5635 devono essere presenti nel \textit{bounding set} oltre che nel
5636 \textit{permitted set} del processo. Questo limite vale anche per processi con
5637 i privilegi di amministratore,\footnote{si tratta sempre di avere la
5638 \textit{capability} \const{CAP\_SETPCAP}.} per i quali invece non vale la
5639 condizione che le \textit{capabilities} da aggiungere nell'\textit{inheritable
5640 set} debbano essere presenti nel proprio \textit{permitted set}.\footnote{lo
5641 scopo anche in questo caso è ottenere una rimozione definitiva della
5642 possibilità di passare una capacità rimossa dal \textit{bounding set}.}
5644 Come si può notare per fare ricorso alle \textit{capabilities} occorre
5645 comunque farsi carico di una notevole complessità di gestione, aggravata dalla
5646 presenza di una radicale modifica del loro funzionamento con l'introduzione
5647 delle \textit{file capabilities}. Considerato che il meccanismo originale era
5648 incompleto e decisamente problematico nel caso di programmi che non ne
5649 sapessero tener conto,\footnote{c'è stato un grosso problema di sicurezza con
5650 \texttt{sendmail}, riuscendo a rimuovere \const{CAP\_SETGID}
5651 dall'\textit{inheritable set} di un processo si ottenne di far fallire
5652 \func{setuid} in maniera inaspettata per il programma (che aspettandosi
5653 sempre il successo della funzione non ne controllava lo stato di uscita) con
5654 la conseguenza di effettuare come amministratore operazioni che altrimenti
5655 sarebbero state eseguite, senza poter apportare danni, da utente normale.}
5656 ci soffermeremo solo sulla implementazione completa presente a partire dal
5657 kernel 2.6.25, tralasciando ulteriori dettagli riguardo la versione
5660 Riassumendo le regole finora illustrate tutte le \textit{capabilities} vengono
5661 ereditate senza modifiche attraverso una \func{fork} mentre, indicati con
5662 \texttt{orig\_*} i valori degli insiemi del processo chiamante, con
5663 \texttt{file\_*} quelli del file eseguito e con \texttt{bound\_set} il
5664 \textit{capabilities bounding set}, dopo l'invocazione di \func{exec} il
5665 processo otterrà dei nuovi insiemi di capacità \texttt{new\_*} secondo la
5666 formula (espressa in pseudo-codice C) di fig.~\ref{fig:cap_across_exec}; si
5667 noti come in particolare il \textit{capabilities bounding set} non viene
5668 comunque modificato e resta lo stesso sia attraverso una \func{fork} che
5669 attraverso una \func{exec}.
5671 \begin{figure}[!htbp]
5672 \footnotesize \centering
5673 \begin{minipage}[c]{12cm}
5674 \includecodesnip{listati/cap-results.c}
5676 \caption{Espressione della modifica delle \textit{capabilities} attraverso
5678 \label{fig:cap_across_exec}
5681 \itindend{capabilities~bounding~set}
5683 A queste regole se ne aggiungono delle altre che servono a riprodurre il
5684 comportamento tradizionale di un sistema unix-like in tutta una serie di
5685 circostanze. La prima di queste è relativa a quello che avviene quando si
5686 esegue un file senza \textit{capabilities}; se infatti si considerasse questo
5687 equivalente al non averne assegnata alcuna, non essendo presenti capacità né
5688 nel \textit{permitted set} né nell'\textit{inheritable set} del file,
5689 nell'esecuzione di un qualunque programma l'amministratore perderebbe tutti i
5690 privilegi originali dal processo.
5692 Per questo motivo se un programma senza \textit{capabilities} assegnate viene
5693 eseguito da un processo con \acr{uid} reale 0, esso verrà trattato come
5694 se tanto il \textit{permitted set} che l'\textit{inheritable set} fossero con
5695 tutte le \textit{capabilities} abilitate, con l'\textit{effective set} attivo,
5696 col risultato di fornire comunque al processo tutte le capacità presenti nel
5697 proprio \textit{bounding set}. Lo stesso avviene quando l'eseguibile ha attivo
5698 il \acr{suid} bit ed appartiene all'amministratore, in entrambi i casi si
5699 riesce così a riottenere il comportamento classico di un sistema unix-like.
5701 Una seconda circostanza è quella relativa a cosa succede alle
5702 \textit{capabilities} di un processo nelle possibili transizioni da \acr{uid}
5703 nullo a \acr{uid} non nullo o viceversa (corrispondenti rispettivamente a
5704 cedere o riottenere i i privilegi di amministratore) che si possono effettuare
5705 con le varie funzioni viste in sez.~\ref{sec:proc_setuid}. In questo caso la
5706 casistica è di nuovo alquanto complessa, considerata anche la presenza dei
5707 diversi gruppi di identificatori illustrati in tab.~\ref{tab:proc_uid_gid}, si
5710 \item se si passa da \acr{uid} effettivo nullo a non nullo
5711 l'\textit{effective set} del processo viene totalmente azzerato, se
5712 viceversa si passa da \acr{uid} effettivo non nullo a nullo il
5713 \textit{permitted set} viene copiato nell'\textit{effective set};
5714 \item se si passa da \textit{file system} \acr{uid} nullo a non nullo verranno
5715 cancellate dall'\textit{effective set} del processo tutte le capacità
5716 attinenti i file, e cioè \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}, \const{CAP\_MKNOD},
5717 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH},
5718 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}, \const{CAP\_CHOWN}, \const{CAP\_FSETID} e
5719 \const{CAP\_FOWNER} (le prime due a partire dal kernel 2.2.30), nella
5720 transizione inversa verranno invece inserite nell'\textit{effective set}
5721 quelle capacità della precedente lista che sono presenti nel suo
5722 \textit{permitted set}.
5723 \item se come risultato di una transizione riguardante gli identificativi dei
5724 gruppi \textit{real}, \textit{saved} ed \textit{effective} in cui si passa
5725 da una situazione in cui uno di questi era nullo ad una in cui sono tutti
5726 non nulli,\footnote{in sostanza questo è il caso di quando si chiama
5727 \func{setuid} per rimuovere definitivamente i privilegi di amministratore
5728 da un processo.} verranno azzerati completamente sia il \textit{permitted
5729 set} che l'\textit{effective set}.
5731 \label{sec:capability-uid-transition}
5733 La combinazione di tutte queste regole consente di riprodurre il comportamento
5734 ordinario di un sistema di tipo Unix tradizionale, ma può risultare
5735 problematica qualora si voglia passare ad una configurazione di sistema
5736 totalmente basata sull'applicazione delle \textit{capabilities}; in tal caso
5737 infatti basta ad esempio eseguire un programma con \acr{suid} bit di proprietà
5738 dell'amministratore per far riottenere ad un processo tutte le capacità
5739 presenti nel suo \textit{bounding set}, anche se si era avuta la cura di
5740 cancellarle dal \textit{permitted set}.
5742 \itindbeg{securebits}
5744 Per questo motivo a partire dal kernel 2.6.26, se le \textit{file
5745 capabilities} sono abilitate, ad ogni processo viene stata associata una
5746 ulteriore maschera binaria, chiamata \textit{securebits flags}, su cui sono
5747 mantenuti una serie di flag (vedi tab.~\ref{tab:securebits_values}) il cui
5748 valore consente di modificare queste regole speciali che si applicano ai
5749 processi con \acr{uid} nullo. La maschera viene sempre mantenuta
5750 attraverso una \func{fork}, mentre attraverso una \func{exec} viene sempre
5751 cancellato il flag \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}.
5756 \begin{tabular}{|l|p{10cm}|}
5758 \textbf{Flag} & \textbf{Descrizione} \\
5761 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}& Il processo non subisce la cancellazione delle
5762 sue \textit{capabilities} quando tutti i suoi
5763 \acr{uid} passano ad un valore non
5764 nullo (regola di compatibilità per il cambio
5765 di \acr{uid} n.~3 del precedente
5766 elenco), sostituisce il precedente uso
5767 dell'operazione \const{PR\_SET\_KEEPCAPS} di
5769 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP}&Il processo non subisce le modifiche
5770 delle sue \textit{capabilities} nel passaggio
5771 da nullo a non nullo degli \acr{uid}
5772 dei gruppi \textit{effective} e
5773 \textit{file system} (regole di compatibilità
5774 per il cambio di \acr{uid} nn.~1 e 2 del
5775 precedente elenco).\\
5776 \const{SECURE\_NOROOT} & Il processo non assume nessuna capacità
5777 aggiuntiva quando esegue un programma, anche
5778 se ha \acr{uid} nullo o il programma ha
5779 il \acr{suid} bit attivo ed appartiene
5780 all'amministratore (regola di compatibilità
5781 per l'esecuzione di programmi senza
5782 \textit{capabilities}).\\
5785 \caption{Costanti identificative dei flag che compongono la maschera dei
5786 \textit{securebits}.}
5787 \label{tab:securebits_values}
5790 A ciascuno dei flag di tab.~\ref{tab:securebits_values} è inoltre abbinato un
5791 corrispondente flag di blocco, identificato da una costante omonima con
5792 l'estensione \texttt{\_LOCKED}, la cui attivazione è irreversibile ed ha
5793 l'effetto di rendere permanente l'impostazione corrente del corrispondente
5794 flag ordinario; in sostanza con \const{SECURE\_KEEP\_CAPS\_LOCKED} si rende
5795 non più modificabile \const{SECURE\_KEEP\_CAPS}, ed analogamente avviene con
5796 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP\_LOCKED} per
5797 \const{SECURE\_NO\_SETUID\_FIXUP} e con \const{SECURE\_NOROOT\_LOCKED} per
5798 \const{SECURE\_NOROOT}.
5800 Per l'impostazione di questi flag sono stata predisposte due specifiche
5801 operazioni di \func{prctl} (vedi sez.~\ref{sec:process_prctl}),
5802 \const{PR\_GET\_SECUREBITS}, che consente di ottenerne il valore, e
5803 \const{PR\_SET\_SECUREBITS}, che consente di modificarne il valore; per
5804 quest'ultima sono comunque necessari i privilegi di amministratore ed in
5805 particolare la capacità \const{CAP\_SETPCAP}. Prima dell'introduzione dei
5806 \textit{securebits} era comunque possibile ottenere lo stesso effetto di
5807 \const{SECURE\_KEEP\_CAPS} attraverso l'uso di un'altra operazione di
5808 \func{prctl}, \const{PR\_SET\_KEEPCAPS}.
5810 \itindend{securebits}
5812 Oltre alla gestione dei \textit{securebits} la nuova versione delle
5813 \textit{file capabilities} prevede l'uso di \func{prctl} anche per la gestione
5814 del \textit{capabilities bounding set}, attraverso altre due operazioni
5815 dedicate, \const{PR\_CAPBSET\_READ} per controllarne il valore e
5816 \const{PR\_CAPBSET\_DROP} per modificarlo; quest'ultima di nuovo è una
5817 operazione privilegiata che richiede la capacità \const{CAP\_SETPCAP} e che,
5818 come indica chiaramente il nome, permette solo la rimozione di una
5819 \textit{capability} dall'insieme; per i dettagli sull'uso di tutte queste
5820 operazioni si rimanda alla rilettura di sez.~\ref{sec:process_prctl}.
5822 % TODO verificare per process capability bounding set, vedi:
5823 % http://git.kernel.org/git/?p=linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git;a=commit;h=3b7391de67da515c91f48aa371de77cb6cc5c07e
5825 % TODO capire cosa cambia con i patch vari, vedi
5826 % http://lwn.net/Articles/280279/
5827 % http://lwn.net/Articles/256519/
5828 % http://lwn.net/Articles/211883/
5831 Un elenco delle delle \textit{capabilities} disponibili su Linux, con una
5832 breve descrizione ed il nome delle costanti che le identificano, è riportato
5833 in tab.~\ref{tab:proc_capabilities};\footnote{l'elenco presentato questa
5834 tabella, ripreso dalla pagina di manuale (accessibile con \texttt{man
5835 capabilities}) e dalle definizioni in \texttt{linux/capabilities.h}, è
5836 aggiornato al kernel 2.6.26.} la tabella è divisa in due parti, la prima
5837 riporta le \textit{capabilities} previste anche nella bozza dello standard
5838 POSIX1.e, la seconda quelle specifiche di Linux. Come si può notare dalla
5839 tabella alcune \textit{capabilities} attengono a singole funzionalità e sono
5840 molto specializzate, mentre altre hanno un campo di applicazione molto vasto,
5841 che è opportuno dettagliare maggiormente.
5843 \begin{table}[!h!btp]
5846 \begin{tabular}{|l|p{10.5cm}|}
5848 \textbf{Capacità}&\textbf{Descrizione}\\
5852 % POSIX-draft defined capabilities.
5854 \const{CAP\_AUDIT\_CONTROL}& La capacità di abilitare e disabilitare il
5855 controllo dell'auditing (dal kernel 2.6.11).\\
5856 \const{CAP\_AUDIT\_WRITE}&La capacità di scrivere dati nel giornale di
5857 auditing del kernel (dal kernel 2.6.11).\\
5858 % TODO verificare questa roba dell'auditing
5859 \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
5860 proprietario di un file (vedi
5861 sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
5862 \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
5863 permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
5864 file,\footnotemark (vedi
5865 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5866 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
5867 permessi di lettura ed esecuzione per
5869 sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
5870 \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo della
5871 proprietà di un file per tutte
5872 le operazioni privilegiate non coperte dalle
5873 precedenti \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE} e
5874 \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}.\\
5875 \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
5876 automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
5877 e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
5878 per i quali sono impostati viene modificato da
5879 un processo senza questa capacità e la capacità
5880 di impostare il bit \acr{sgid} su un file anche
5881 quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
5883 sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
5884 \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
5885 processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
5886 \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
5887 \textit{capabilities} di un file (dal kernel
5889 \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
5890 processi, sia il principale che i supplementari,
5891 (vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups}) che quelli
5892 trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
5893 (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5894 \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
5895 processo (vedi sez.~\ref{sec:proc_setuid}) e di
5896 trasmettere un user ID arbitrario nel passaggio
5897 delle credenziali coi socket \textit{unix
5898 domain} (vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
5900 % Linux specific capabilities
5903 \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
5904 locking} \itindex{memory~locking} con le
5905 funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
5906 \func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
5907 sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
5908 sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
5909 \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
5910 per le operazioni sugli oggetti di
5911 intercomunicazione fra processi (vedi
5912 sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
5913 \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
5914 \itindex{file~lease} (vedi
5915 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
5916 pur non essendo proprietari del file (dal kernel
5918 \const{CAP\_LINUX\_IMMUTABLE}& La capacità di impostare sui file gli
5919 attributi \textit{immutable} e
5920 \itindex{append~mode} \textit{append only} (se
5922 \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare
5923 \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo
5924 con \func{mknod} (vedi
5925 sez.~\ref{sec:file_mknod}) (dal kernel 2.4).\\
5926 \const{CAP\_NET\_ADMIN} & La capacità di eseguire alcune operazioni
5927 privilegiate sulla rete.\\
5928 \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porsi in ascolto
5929 su porte riservate (vedi
5930 sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
5931 \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
5932 \itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
5933 \itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
5934 \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
5935 \texttt{PACKET} (vedi sez.~\ref{sec:sock_type}).\\
5936 \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di modifiche privilegiate alle
5937 \textit{capabilities}.\\
5938 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
5940 \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
5941 sistema (vedi sez.~\ref{sec:sys_reboot}).\\
5942 \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
5943 \func{chroot} (vedi sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
5944 \const{CAP\_MAC\_ADMIN} & La capacità amministrare il \textit{Mandatory
5945 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5946 \const{CAP\_MAC\_OVERRIDE}& La capacità evitare il \textit{Mandatory
5947 Access Control} di Smack (dal kernel 2.6.25).\\
5948 \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
5950 \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le varie priorità dei
5951 processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}).\\
5952 \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
5953 \textit{accounting} dei processi (vedi
5954 sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
5955 \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& La capacità di tracciare qualunque processo con
5957 sez.~\ref{sec:process_ptrace}).\\
5958 \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di operare sulle porte
5959 di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
5960 sez.~\ref{sec:process_io_port}).\\
5961 \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& La capacità di superare le varie limitazioni
5963 \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
5964 (vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
5965 \const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& La capacità di simulare un \textit{hangup}
5966 della console, con la funzione
5968 \const{CAP\_SYSLOG} & La capacità di gestire il buffer dei messaggi
5969 del kernel, (vedi sez.~\ref{sec:sess_daemon}),
5970 introdotta dal kernel 2.6.38 come capacità
5971 separata da \const{CAP\_SYS\_ADMIN}.\\
5972 \const{CAP\_WAKE\_ALARM}& La capacità di usare i timer di tipo
5973 \const{CLOCK\_BOOTTIME\_ALARM} e
5974 \const{CLOCK\_REALTIME\_ALARM}, vedi
5975 sez.~\ref{sec:sig_timer_adv} (dal kernel 3.0).\\
5978 \caption{Le costanti che identificano le \textit{capabilities} presenti nel
5980 \label{tab:proc_capabilities}
5983 \footnotetext{vale a dire i permessi caratteristici del modello classico del
5984 controllo di accesso chiamato \itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
5985 \textit{Discrectionary Access Control} (da cui il nome DAC).}
5988 Prima di dettagliare il significato della capacità più generiche, conviene
5989 però dedicare un discorso a parte a \const{CAP\_SETPCAP}, il cui significato è
5990 stato completamente cambiato con l'introduzione delle \textit{file
5991 capabilities} nel kernel 2.6.24. In precedenza questa capacità era quella
5992 che permetteva al processo che la possedeva di impostare o rimuovere le
5993 \textit{capabilities} che fossero presenti nel \textit{permitted set} del
5994 chiamante di un qualunque altro processo. In realtà questo non è mai stato
5995 l'uso inteso nelle bozze dallo standard POSIX, ed inoltre, come si è già
5996 accennato, dato che questa capacità è assente nel \textit{capabilities
5997 bounding set} usato di default, essa non è neanche mai stata realmente
6000 Con l'introduzione \textit{file capabilities} e il cambiamento del significato
6001 del \textit{capabilities bounding set} la possibilità di modificare le
6002 capacità di altri processi è stata completamente rimossa, e
6003 \const{CAP\_SETPCAP} ha acquisito quello che avrebbe dovuto essere il suo
6004 significato originario, e cioè la capacità del processo di poter inserire nel
6005 suo \textit{inheritable set} qualunque capacità presente nel \textit{bounding
6006 set}. Oltre a questo la disponibilità di \const{CAP\_SETPCAP} consente ad un
6007 processo di eliminare una capacità dal proprio \textit{bounding set} (con la
6008 conseguente impossibilità successiva di eseguire programmi con quella
6009 capacità), o di impostare i \textit{securebits} delle \textit{capabilities}.
6011 La prima fra le capacità ``\textsl{ampie}'' che occorre dettagliare
6012 maggiormente è \const{CAP\_FOWNER}, che rimuove le restrizioni poste ad un
6013 processo che non ha la proprietà di un file in un vasto campo di
6014 operazioni;\footnote{vale a dire la richiesta che l'\acr{uid} effettivo del
6015 processo (o meglio l'\acr{uid} di filesystem, vedi
6016 sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con quello del proprietario.} queste
6017 comprendono i cambiamenti dei permessi e dei tempi del file (vedi
6018 sez.~\ref{sec:file_perm_management} e sez.~\ref{sec:file_file_times}), le
6019 impostazioni degli attributi dei file (vedi sez.~\ref{sec:file_ioctl}) e delle
6020 ACL (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr} e \ref{sec:file_ACL}), poter ignorare lo
6021 \itindex{sticky~bit} \textit{sticky bit} nella cancellazione dei file (vedi
6022 sez.~\ref{sec:file_special_perm}), la possibilità di impostare il flag di
6023 \const{O\_NOATIME} con \func{open} e \func{fcntl} (vedi
6024 sez.~\ref{sec:file_open} e sez.~\ref{sec:file_fcntl}) senza restrizioni.
6026 Una seconda capacità che copre diverse operazioni, in questo caso riguardanti
6027 la rete, è \const{CAP\_NET\_ADMIN}, che consente di impostare le opzioni
6028 privilegiate dei socket (vedi sez.~\ref{sec:sock_generic_options}), abilitare
6029 il \itindex{multicast} \textit{multicasting}, eseguire la configurazione delle
6030 interfacce di rete (vedi sez.~\ref{sec:sock_ioctl_netdevice}) ed impostare la
6031 tabella di instradamento.
6033 Una terza \textit{capability} con vasto campo di applicazione è
6034 \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, che copre una serie di operazioni amministrative,
6035 come impostare le quote disco (vedi sez.\ref{sec:disk_quota}), attivare e
6036 disattivare la swap, montare, rimontare e smontare filesystem (vedi
6037 sez.~\ref{sec:sys_file_config}), effettuare operazioni di controllo su
6038 qualunque oggetto dell'IPC di SysV (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv}), operare
6039 sugli attributi estesi dei file di classe \texttt{security} o \texttt{trusted}
6040 (vedi sez.~\ref{sec:file_xattr}), specificare un \acr{uid} arbitrario
6041 nella trasmissione delle credenziali dei socket (vedi
6042 sez.~\ref{sec:socket_credential_xxx}), assegnare classi privilegiate
6043 (\const{IOPRIO\_CLASS\_RT} e prima del kernel 2.6.25 anche
6044 \const{IOPRIO\_CLASS\_IDLE}) per lo scheduling dell'I/O (vedi
6045 sez.~\ref{sec:io_priority}), superare il limite di sistema sul numero massimo
6046 di file aperti,\footnote{quello indicato da \sysctlfile{fs/file-max}.}
6047 effettuare operazioni privilegiate sulle chiavi mantenute dal kernel (vedi
6048 sez.~\ref{sec:keyctl_management}), usare la funzione \func{lookup\_dcookie},
6049 usare \const{CLONE\_NEWNS} con \func{unshare} e \func{clone}, (vedi
6050 sez.~\ref{sec:process_clone}).
6052 Originariamente \const{CAP\_SYS\_NICE} riguardava soltanto la capacità di
6053 aumentare le priorità di esecuzione dei processi, come la diminuzione del
6054 valore di \textit{nice} (vedi sez.~\ref{sec:proc_sched_stand}), l'uso delle
6055 priorità \textit{real-time} (vedi sez.~\ref{sec:proc_real_time}), o
6056 l'impostazione delle affinità di processore (vedi
6057 sez.~\ref{sec:proc_sched_multiprocess}); ma con l'introduzione di priorità
6058 anche riguardo le operazioni di accesso al disco, e, nel caso di sistemi NUMA,
6059 alla memoria, essa viene a coprire anche la possibilità di assegnare priorità
6060 arbitrarie nell'accesso a disco (vedi sez.~\ref{sec:io_priority}) e nelle
6061 politiche di allocazione delle pagine di memoria ai nodi di un sistema NUMA.
6063 Infine la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE} attiene alla
6064 possibilità di superare i limiti imposti sulle risorse di sistema, come usare
6065 lo spazio disco riservato all'amministratore sui filesystem che lo supportano,
6066 usare la funzione \func{ioctl} per controllare il \textit{journaling} sul
6067 filesystem \acr{ext3}, non subire le quote disco, aumentare i limiti sulle
6068 risorse di un processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) e quelle sul
6069 numero di processi, ed i limiti sulle dimensioni dei messaggi delle code del
6070 SysV IPC (vedi sez.~\ref{sec:ipc_sysv_mq}).
6072 Per la gestione delle \textit{capabilities} il kernel mette a disposizione due
6073 funzioni che permettono rispettivamente di leggere ed impostare i valori dei
6074 tre insiemi illustrati in precedenza. Queste due funzioni sono \funcd{capget}
6075 e \funcd{capset} e costituiscono l'interfaccia di gestione basso livello; i
6076 loro rispettivi prototipi sono:
6078 \headdecl{sys/capability.h}
6080 \funcdecl{int capget(cap\_user\_header\_t hdrp, cap\_user\_data\_t datap)}
6081 Legge le \textit{capabilities}.
6083 \funcdecl{int capset(cap\_user\_header\_t hdrp, const cap\_user\_data\_t
6085 Imposta le \textit{capabilities}.
6088 \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso
6089 di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori:
6091 \item[\errcode{ESRCH}] si è fatto riferimento ad un processo inesistente.
6092 \item[\errcode{EPERM}] si è tentato di aggiungere una capacità
6093 nell'insieme delle \textit{capabilities} permesse, o di impostare una
6094 capacità non presente nell'insieme di quelle permesse negli insieme
6095 delle effettive o ereditate, o si è cercato di impostare una
6096 \textit{capability} di un altro processo senza avare
6097 \const{CAP\_SETPCAP}.
6099 ed inoltre \errval{EFAULT} ed \errval{EINVAL}.
6103 Queste due funzioni prendono come argomenti due tipi di dati dedicati,
6104 definiti come puntatori a due strutture specifiche di Linux, illustrate in
6105 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}. Per un certo periodo di tempo era anche
6106 indicato che per poterle utilizzare fosse necessario che la macro
6107 \macro{\_POSIX\_SOURCE} risultasse non definita (ed era richiesto di inserire
6108 una istruzione \texttt{\#undef \_POSIX\_SOURCE} prima di includere
6109 \texttt{sys/capability.h}) requisito che non risulta più presente.\footnote{e
6110 non è chiaro neanche quanto sia mai stato davvero necessario.}
6112 Si tenga presente che le strutture di fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}, come i
6113 prototipi delle due funzioni \func{capget} e \func{capset}, sono soggette ad
6114 essere modificate con il cambiamento del kernel (in particolare i tipi di dati
6115 delle strutture) ed anche se finora l'interfaccia è risultata stabile, non c'è
6116 nessuna assicurazione che questa venga mantenuta,\footnote{viene però
6117 garantito che le vecchie funzioni continuino a funzionare.} Pertanto se si
6118 vogliono scrivere programmi portabili che possano essere eseguiti senza
6119 modifiche o adeguamenti su qualunque versione del kernel è opportuno
6120 utilizzare le interfacce di alto livello che vedremo più avanti.
6122 \begin{figure}[!htb]
6125 \begin{minipage}[c]{\textwidth}
6126 \includestruct{listati/cap_user_header_t.h}
6129 \caption{Definizione delle strutture a cui fanno riferimento i puntatori
6130 \structd{cap\_user\_header\_t} e \structd{cap\_user\_data\_t} usati per
6131 l'interfaccia di gestione di basso livello delle \textit{capabilities}.}
6132 \label{fig:cap_kernel_struct}
6135 La struttura a cui deve puntare l'argomento \param{hdrp} serve ad indicare,
6136 tramite il campo \var{pid}, il PID del processo del quale si vogliono leggere
6137 o modificare le \textit{capabilities}. Con \func{capset} questo, se si usano
6138 le \textit{file capabilities}, può essere solo 0 o PID del processo chiamante,
6139 che sono equivalenti. Il campo \var{version} deve essere impostato al valore
6140 della versione delle stesse usata dal kernel (quello indicato da una delle
6141 costanti \texttt{\_LINUX\_CAPABILITY\_VERSION\_n} di
6142 fig.~\ref{fig:cap_kernel_struct}) altrimenti le funzioni ritorneranno con un
6143 errore di \errcode{EINVAL}, restituendo nel campo stesso il valore corretto
6144 della versione in uso. La versione due è comunque deprecata e non deve essere
6145 usata (il kernel stamperà un avviso). I valori delle \textit{capabilities}
6146 devono essere passati come maschere binarie;\footnote{e si tenga presente che
6147 i valori di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} non possono essere combinati
6148 direttamente, indicando il numero progressivo del bit associato alla
6149 relativa capacità.} con l'introduzione delle \textit{capabilities} a 64 bit
6150 inoltre il puntatore \param{datap} non può essere più considerato come
6151 relativo ad una singola struttura, ma ad un vettore di due
6152 strutture.\footnote{è questo cambio di significato che ha portato a deprecare
6153 la versione 2, che con \func{capget} poteva portare ad un buffer overflow
6154 per vecchie applicazioni che continuavano a considerare \param{datap} come
6155 puntatore ad una singola struttura.}
6157 Dato che le precedenti funzioni, oltre ad essere specifiche di Linux, non
6158 garantiscono la stabilità nell'interfaccia, è sempre opportuno effettuare la
6159 gestione delle \textit{capabilities} utilizzando le funzioni di libreria a
6160 questo dedicate. Queste funzioni, che seguono quanto previsto nelle bozze
6161 dello standard POSIX.1e, non fanno parte delle \acr{glibc} e sono fornite in
6162 una libreria a parte,\footnote{la libreria è \texttt{libcap2}, nel caso di
6163 Debian può essere installata con il pacchetto omonimo.} pertanto se un
6164 programma le utilizza si dovrà indicare esplicitamente l'uso della suddetta
6165 libreria attraverso l'opzione \texttt{-lcap} del compilatore.
6167 Le funzioni dell'interfaccia delle bozze di POSIX.1e prevedono l'uso di un
6168 \index{tipo!opaco} tipo di dato opaco, \type{cap\_t}, come puntatore ai dati
6169 mantenuti nel cosiddetto \textit{capability state},\footnote{si tratta in
6170 sostanza di un puntatore ad una struttura interna utilizzata dalle librerie,
6171 i cui campi non devono mai essere acceduti direttamente.} in sono
6172 memorizzati tutti i dati delle \textit{capabilities}. In questo modo è
6173 possibile mascherare i dettagli della gestione di basso livello, che potranno
6174 essere modificati senza dover cambiare le funzioni dell'interfaccia, che
6175 faranno riferimento soltanto ad oggetti di questo tipo. L'interfaccia
6176 pertanto non soltanto fornisce le funzioni per modificare e leggere le
6177 \textit{capabilities}, ma anche quelle per gestire i dati attraverso
6180 La prima funzione dell'interfaccia è quella che permette di inizializzare un
6181 \textit{capability state}, allocando al contempo la memoria necessaria per i
6182 relativi dati. La funzione è \funcd{cap\_init} ed il suo prototipo è:
6184 \headdecl{sys/capability.h}
6186 \funcdecl{cap\_t cap\_init(void)}
6187 Crea ed inizializza un \textit{capability state}.
6189 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6190 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il
6191 valore \errval{ENOMEM}.
6195 La funzione restituisce il puntatore \type{cap\_t} ad uno stato inizializzato
6196 con tutte le \textit{capabilities} azzerate. In caso di errore (cioè quando
6197 non c'è memoria sufficiente ad allocare i dati) viene restituito \val{NULL}
6198 ed \var{errno} viene impostata a \errval{ENOMEM}. La memoria necessaria a
6199 mantenere i dati viene automaticamente allocata da \func{cap\_init}, ma dovrà
6200 essere disallocata esplicitamente quando non è più necessaria utilizzando, per
6201 questo l'interfaccia fornisce una apposita funzione, \funcd{cap\_free}, il cui
6204 \headdecl{sys/capability.h}
6206 \funcdecl{int cap\_free(void *obj\_d)}
6207 Disalloca la memoria allocata per i dati delle \textit{capabilities}.
6209 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6210 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6214 La funzione permette di liberare la memoria allocata dalle altre funzioni
6215 della libreria sia per un \textit{capability state}, nel qual caso l'argomento
6216 dovrà essere un dato di tipo \type{cap\_t}, che per una descrizione testuale
6217 dello stesso,\footnote{cioè quanto ottenuto tramite la funzione
6218 \func{cap\_to\_text}.} nel qual caso l'argomento dovrà essere un dato di
6219 tipo \texttt{char *}. Per questo motivo l'argomento \param{obj\_d} è
6220 dichiarato come \texttt{void *} e deve sempre corrispondere ad un puntatore
6221 ottenuto tramite le altre funzioni della libreria, altrimenti la funzione
6222 fallirà con un errore di \errval{EINVAL}.
6224 Infine si può creare una copia di un \textit{capability state} ottenuto in
6225 precedenza tramite la funzione \funcd{cap\_dup}, il cui prototipo è:
6227 \headdecl{sys/capability.h}
6229 \funcdecl{cap\_t cap\_dup(cap\_t cap\_p)}
6230 Duplica un \textit{capability state} restituendone una copia.
6232 \bodydesc{La funzione ritorna un valore non nullo in caso di successo e
6233 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere i
6234 valori \errval{ENOMEM} o \errval{EINVAL}.
6238 La funzione crea una copia del \textit{capability state} posto all'indirizzo
6239 \param{cap\_p} che si è passato come argomento, restituendo il puntatore alla
6240 copia, che conterrà gli stessi valori delle \textit{capabilities} presenti
6241 nell'originale. La memoria necessaria viene allocata automaticamente dalla
6242 funzione. Una volta effettuata la copia i due \textit{capability state}
6243 potranno essere modificati in maniera completamente
6244 indipendente.\footnote{alla fine delle operazioni si ricordi però di
6245 disallocare anche la copia, oltre all'originale. }
6247 Una seconda classe di funzioni di servizio previste dall'interfaccia sono
6248 quelle per la gestione dei dati contenuti all'interno di un \textit{capability
6249 state}; la prima di queste è \funcd{cap\_clear}, il cui prototipo è:
6251 \headdecl{sys/capability.h}
6253 \funcdecl{int cap\_clear(cap\_t cap\_p)}
6254 Inizializza un \textit{capability state} cancellando tutte le
6255 \textit{capabilities}.
6257 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6258 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6262 La funzione si limita ad azzerare tutte le \textit{capabilities} presenti nel
6263 \textit{capability state} all'indirizzo \param{cap\_p} passato come argomento,
6264 restituendo uno stato \textsl{vuoto}, analogo a quello che si ottiene nella
6265 creazione con \func{cap\_init}.
6270 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6272 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6275 \const{CAP\_EFFECTIVE} & Capacità dell'insieme \textsl{effettivo}.\\
6276 \const{CAP\_PERMITTED} & Capacità dell'insieme \textsl{permesso}.\\
6277 \const{CAP\_INHERITABLE}& Capacità dell'insieme \textsl{ereditabile}.\\
6280 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_t} che
6281 identifica gli insiemi delle \textit{capabilities}.}
6282 \label{tab:cap_set_identifier}
6285 Una variante di \func{cap\_clear} è \funcd{cap\_clear\_flag} che cancella da
6286 un \textit{capability state} tutte le \textit{capabilities} di un certo
6287 insieme fra quelli di pag.~\pageref{sec:capabilities_set}, il suo prototipo
6290 \headdecl{sys/capability.h}
6292 \funcdecl{int cap\_clear\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag)}
6294 Cancella dal \textit{capability state} \param{cap\_p} tutte le
6295 \textit{capabilities} dell'insieme \param{flag}.
6297 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6298 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}. }
6301 La funzione richiede che si indichi quale degli insiemi si intente cancellare
6302 con l'argomento \param{flag}. Questo deve essere specificato con una variabile
6303 di tipo \type{cap\_flag\_t} che può assumere esclusivamente\footnote{si tratta
6304 in effetti di un tipo enumerato, come si può verificare dalla sua
6305 definizione che si trova in \texttt{/usr/include/sys/capability.h}.} uno dei
6306 valori illustrati in tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6308 Si possono inoltre confrontare in maniera diretta due diversi
6309 \textit{capability state} con la funzione \funcd{cap\_compare}; il suo
6312 \headdecl{sys/capability.h}
6313 \funcdecl{int cap\_compare(cap\_t cap\_a, cap\_t cap\_b)}
6315 Confronta due \textit{capability state}.
6317 \bodydesc{La funzione ritorna 0 se i \textit{capability state} sono identici
6318 ed un valore positivo se differiscono, non sono previsti errori.}
6321 La funzione esegue un confronto fra i due \textit{capability state} passati
6322 come argomenti e ritorna in un valore intero il risultato, questo è nullo se
6323 sono identici o positivo se vi sono delle differenze. Il valore di ritorno
6324 della funzione consente inoltre di per ottenere ulteriori informazioni su
6325 quali sono gli insiemi di \textit{capabilities} che risultano differenti. Per
6326 questo si può infatti usare la apposita macro \macro{CAP\_DIFFERS}:
6328 \funcdecl{int CAP\_DIFFERS(value, flag)} Controlla lo stato di eventuali
6329 differenze delle \textit{capabilities} nell'insieme \texttt{flag}.
6332 La macro che richiede si passi nell'argomento \texttt{value} il risultato
6333 della funzione \func{cap\_compare} e in \texttt{flag} l'indicazione (coi
6334 valori di tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}) dell'insieme che si intende
6335 controllare; restituirà un valore diverso da zero se le differenze rilevate da
6336 \func{cap\_compare} sono presenti nell'insieme indicato.
6338 Per la gestione dei singoli valori delle \textit{capabilities} presenti in un
6339 \textit{capability state} l'interfaccia prevede due funzioni specifiche,
6340 \funcd{cap\_get\_flag} e \funcd{cap\_set\_flag}, che permettono
6341 rispettivamente di leggere o impostare il valore di una capacità all'interno
6342 in uno dei tre insiemi già citati; i rispettivi prototipi sono:
6344 \headdecl{sys/capability.h}
6346 \funcdecl{int cap\_get\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_value\_t cap, cap\_flag\_t
6347 flag, cap\_flag\_value\_t *value\_p)}
6348 Legge il valore di una \textit{capability}.
6350 \funcdecl{int cap\_set\_flag(cap\_t cap\_p, cap\_flag\_t flag, int ncap,
6351 cap\_value\_t *caps, cap\_flag\_value\_t value)}
6352 Imposta il valore di una \textit{capability}.
6354 \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6355 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{EINVAL}.
6359 In entrambe le funzioni l'argomento \param{cap\_p} indica il puntatore al
6360 \textit{capability state} su cui operare, mentre l'argomento \param{flag}
6361 indica su quale dei tre insiemi si intende operare, sempre con i valori di
6362 tab.~\ref{tab:cap_set_identifier}.
6364 La capacità che si intende controllare o impostare invece deve essere
6365 specificata attraverso una variabile di tipo \type{cap\_value\_t}, che può
6366 prendere come valore uno qualunque di quelli riportati in
6367 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}, in questo caso però non è possibile
6368 combinare diversi valori in una maschera binaria, una variabile di tipo
6369 \type{cap\_value\_t} può indicare una sola capacità.\footnote{in
6370 \texttt{sys/capability.h} il tipo \type{cap\_value\_t} è definito come
6371 \ctyp{int}, ma i valori validi sono soltanto quelli di
6372 tab.~\ref{tab:proc_capabilities}.}
6374 Infine lo stato di una capacità è descritto ad una variabile di tipo
6375 \type{cap\_flag\_value\_t}, che a sua volta può assumere soltanto
6376 uno\footnote{anche questo è un tipo enumerato.} dei valori di
6377 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6382 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
6384 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
6387 \const{CAP\_CLEAR}& La capacità non è impostata.\\
6388 \const{CAP\_SET} & La capacità è impostata.\\
6391 \caption{Valori possibili per il tipo di dato \type{cap\_flag\_value\_t} che
6392 indica lo stato di una capacità.}
6393 \label{tab:cap_value_type}
6396 La funzione \func{cap\_get\_flag} legge lo stato della capacità indicata
6397 dall'argomento \param{cap} all'interno dell'insieme indicato dall'argomento
6398 \param{flag} lo restituisce nella variabile puntata
6399 dall'argomento \param{value\_p}. Questa deve essere di tipo
6400 \type{cap\_flag\_value\_t} ed assumerà uno dei valori di
6401 tab.~\ref{tab:cap_value_type}. La funzione consente pertanto di leggere solo
6402 lo stato di una capacità alla volta.
6404 La funzione \func{cap\_set\_flag} può invece impostare in una sola chiamata
6405 più \textit{capabilities}, anche se solo all'interno dello stesso insieme ed
6406 allo stesso valore. Per questo motivo essa prende un vettore di valori di tipo
6407 \type{cap\_value\_t} nell'argomento \param{caps}, la cui dimensione viene
6408 specificata dall'argomento \param{ncap}. Il tipo di impostazione da eseguire
6409 (cancellazione o impostazione) per le capacità elencate in \param{caps} viene
6410 indicato dall'argomento \param{value} sempre con i valori di
6411 tab.~\ref{tab:cap_value_type}.
6413 Per semplificare la gestione delle \textit{capabilities} l'interfaccia prevede
6414 che sia possibile utilizzare anche una rappresentazione testuale del contenuto
6415 di un \textit{capability state} e fornisce le opportune funzioni di
6416 gestione;\footnote{entrambe erano previste dalla bozza dello standard
6417 POSIX.1e.} la prima di queste, che consente di ottenere la rappresentazione
6418 testuale, è \funcd{cap\_to\_text}, il cui prototipo è:
6420 \headdecl{sys/capability.h}
6422 \funcdecl{char * cap\_to\_text(cap\_t caps, ssize\_t * length\_p)}
6424 Genera una visualizzazione testuale delle \textit{capabilities}.
6426 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore alla stringa con la descrizione
6427 delle \textit{capabilities} in caso di successo e \val{NULL} in caso di
6428 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6433 La funzione ritorna l'indirizzo di una stringa contente la descrizione
6434 testuale del contenuto del \textit{capability state} \param{caps} passato come
6435 argomento, e, qualora l'argomento \param{length\_p} sia diverso da \val{NULL},
6436 restituisce nella variabile intera da questo puntata la lunghezza della
6437 stringa. La stringa restituita viene allocata automaticamente dalla funzione e
6438 pertanto dovrà essere liberata con \func{cap\_free}.
6440 La rappresentazione testuale, che viene usata anche di programmi di gestione a
6441 riga di comando, prevede che lo stato venga rappresentato con una stringa di
6442 testo composta da una serie di proposizioni separate da spazi, ciascuna delle
6443 quali specifica una operazione da eseguire per creare lo stato finale. Nella
6444 rappresentazione si fa sempre conto di partire da uno stato in cui tutti gli
6445 insiemi sono vuoti e si provvede a impostarne i contenuti.
6447 Ciascuna proposizione è nella forma di un elenco di capacità, espresso con i
6448 nomi di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} separati da virgole, seguito da un
6449 operatore, e dall'indicazione degli insiemi a cui l'operazione si applica. I
6450 nomi delle capacità possono essere scritti sia maiuscoli che minuscoli, viene
6451 inoltre riconosciuto il nome speciale \texttt{all} che è equivalente a
6452 scrivere la lista completa. Gli insiemi sono identificati dalle tre lettere
6453 iniziali: ``\texttt{p}'' per il \textit{permitted}, ``\texttt{i}'' per
6454 l'\textit{inheritable} ed ``\texttt{e}'' per l'\textit{effective} che devono
6455 essere sempre minuscole e se ne può indicare più di uno.
6457 Gli operatori possibili sono solo tre: ``\texttt{+}'' che aggiunge le capacità
6458 elencate agli insiemi indicati, ``\texttt{-}'' che le toglie e ``\texttt{=}''
6459 che le assegna esattamente. I primi due richiedono che sia sempre indicato sia
6460 un elenco di capacità che gli insiemi a cui esse devono applicarsi, e
6461 rispettivamente attiveranno o disattiveranno le capacità elencate nell'insieme
6462 o negli insiemi specificati, ignorando tutto il resto. I due operatori possono
6463 anche essere combinati nella stessa proposizione, per aggiungere e togliere le
6464 capacità dell'elenco da insiemi diversi.
6466 L'assegnazione si applica invece su tutti gli insiemi allo stesso tempo,
6467 pertanto l'uso di ``\texttt{=}'' è equivalente alla cancellazione preventiva
6468 di tutte le capacità ed alla impostazione di quelle elencate negli insiemi
6469 specificati, questo significa che in genere lo si usa una sola volta
6470 all'inizio della stringa. In tal caso l'elenco delle capacità può non essere
6471 indicato e viene assunto che si stia facendo riferimento a tutte quante senza
6472 doverlo scrivere esplicitamente.
6474 Come esempi avremo allora che un processo non privilegiato di un utente, che
6475 non ha nessuna capacità attiva, avrà una rappresentazione nella forma
6476 ``\texttt{=}'' che corrisponde al fatto che nessuna capacità viene assegnata a
6477 nessun insieme (vale la cancellazione preventiva), mentre un processo con
6478 privilegi di amministratore avrà una rappresentazione nella forma
6479 ``\texttt{=ep}'' in cui tutte le capacità vengono assegnate agli insiemi
6480 \textit{permitted} ed \textit{effective} (e l'\textit{inheritable} è ignorato
6481 in quanto per le regole viste a pag.~\ref{sec:capability-uid-transition} le
6482 capacità verranno comunque attivate attraverso una \func{exec}). Infine, come
6483 esempio meno banale dei precedenti, otterremo per \texttt{init} una
6484 rappresentazione nella forma ``\texttt{=ep cap\_setpcap-e}'' dato che come
6485 accennato tradizionalmente \const{CAP\_SETPCAP} è sempre stata rimossa da
6488 Viceversa per passare ottenere un \textit{capability state} dalla sua
6489 rappresentazione testuale si può usare \funcd{cap\_from\_text}, il cui
6492 \headdecl{sys/capability.h}
6494 \funcdecl{cap\_t cap\_from\_text(const char *string)}
6496 Crea un \textit{capability state} dalla sua rappresentazione testuale.
6498 \bodydesc{La funzione ritorna un puntatore valido in caso di successo e
6499 \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i
6500 valori \errval{EINVAL} o \errval{ENOMEM}.}
6503 La funzione restituisce il puntatore ad un \textit{capability state}
6504 inizializzato con i valori indicati nella stringa \param{string} che ne
6505 contiene la rappresentazione testuale. La memoria per il \textit{capability
6506 state} viene allocata automaticamente dalla funzione e dovrà essere liberata
6507 con \func{cap\_free}.
6509 Alle due funzioni citate se ne aggiungono altre due che consentono di
6510 convertire i valori delle costanti di tab.~\ref{tab:proc_capabilities} nelle
6511 stringhe usate nelle rispettive rappresentazioni e viceversa. Le due funzioni,
6512 \func{cap\_to\_name} e \func{cap\_from\_name}, sono estensioni specifiche di
6513 Linux ed i rispettivi prototipi sono:
6515 \headdecl{sys/capability.h}
6517 \funcdecl{char * cap\_to\_name(cap\_value\_t cap)}
6518 \funcdecl{int cap\_from\_name(const char *name, cap\_value\_t *cap\_p)}
6519 Convertono le \textit{capabilities} dalle costanti alla rappresentazione
6520 testuale e viceversa.
6522 \bodydesc{La funzione \func{cap\_to\_name} ritorna un valore diverso da
6523 \val{NULL} in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, mentre
6524 \func{cap\_to\_name} ritorna rispettivamente 0 e $-1$; per entrambe in
6525 caso di errore \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL} o
6529 La prima funzione restituisce la stringa (allocata automaticamente e che dovrà
6530 essere liberata con \func{cap\_free}) che corrisponde al valore della
6531 capacità \param{cap}, mentre la seconda restituisce nella variabile puntata
6532 da \param{cap\_p} il valore della capacità rappresentata dalla
6533 stringa \param{name}.
6535 Fin quei abbiamo trattato solo le funzioni di servizio relative alla
6536 manipolazione dei \textit{capability state} come strutture di dati;
6537 l'interfaccia di gestione prevede però anche le funzioni per trattare le
6538 \textit{capabilities} presenti nei processi. La prima di queste funzioni è
6539 \funcd{cap\_get\_proc} che consente la lettura delle \textit{capabilities} del
6540 processo corrente, il suo prototipo è:
6542 \headdecl{sys/capability.h}
6544 \funcdecl{cap\_t cap\_get\_proc(void)}
6545 Legge le \textit{capabilities} del processo corrente.
6547 \bodydesc{La funzione ritorna un valore diverso da \val{NULL} in caso di
6548 successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual caso \var{errno} può
6549 assumere i valori \errval{EINVAL}, \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}. }
6552 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} associate al processo
6553 da cui viene invocata, restituendo il risultato tramite il puntatore ad un
6554 \textit{capability state} contenente tutti i dati che provvede ad allocare
6555 autonomamente e che di nuovo occorrerà liberare con \func{cap\_free} quando
6556 non sarà più utilizzato.
6558 Se invece si vogliono leggere le \textit{capabilities} di un processo
6559 specifico occorre usare la funzione \funcd{capgetp}, il cui
6560 prototipo\footnote{su alcune pagine di manuale la funzione è descritta con un
6561 prototipo sbagliato, che prevede un valore di ritorno di tipo \type{cap\_t},
6562 ma il valore di ritorno è intero, come si può verificare anche dalla
6563 dichiarazione della stessa in \texttt{sys/capability.h}.} è:
6565 \headdecl{sys/capability.h}
6567 \funcdecl{int capgetp(pid\_t pid, cap\_t cap\_d)}
6568 Legge le \textit{capabilities} del processo indicato da \param{pid}.
6570 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6571 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6572 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6575 %TODO controllare e correggere i codici di errore!!!
6577 La funzione legge il valore delle \textit{capabilities} del processo indicato
6578 con l'argomento \param{pid}, e restituisce il risultato nel \textit{capability
6579 state} posto all'indirizzo indicato con l'argomento
6580 \param{cap\_d}; a differenza della precedente in questo caso il
6581 \textit{capability state} deve essere stato creato in precedenza. Qualora il
6582 processo indicato non esista si avrà un errore di \errval{ESRCH}. Gli stessi
6583 valori possono essere letti direttamente nel filesystem \textit{proc}, nei
6584 file \texttt{/proc/<pid>/status}; ad esempio per \texttt{init} si otterrà
6588 CapInh: 0000000000000000
6589 CapPrm: 00000000fffffeff
6590 CapEff: 00000000fffffeff
6594 Infine per impostare le \textit{capabilities} del processo corrente (non
6595 esiste una funzione che permetta di cambiare le \textit{capabilities} di un
6596 altro processo) si deve usare la funzione \funcd{cap\_set\_proc}, il cui
6599 \headdecl{sys/capability.h}
6601 \funcdecl{int cap\_set\_proc(cap\_t cap\_p)}
6602 Imposta le \textit{capabilities} del processo corrente.
6604 \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
6605 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \errval{EINVAL},
6606 \errval{EPERM} o \errval{ENOMEM}.
6610 La funzione modifica le \textit{capabilities} del processo corrente secondo
6611 quanto specificato con l'argomento \param{cap\_p}, posto che questo sia
6612 possibile nei termini spiegati in precedenza (non sarà ad esempio possibile
6613 impostare capacità non presenti nell'insieme di quelle permesse). In caso di
6614 successo i nuovi valori saranno effettivi al ritorno della funzione, in caso
6615 di fallimento invece lo stato delle capacità resterà invariato. Si tenga
6616 presente che \textsl{tutte} le capacità specificate tramite \param{cap\_p}
6617 devono essere permesse; se anche una sola non lo è la funzione fallirà, e per
6618 quanto appena detto, lo stato delle \textit{capabilities} non verrà modificato
6619 (neanche per le parti eventualmente permesse).
6621 Come esempio di utilizzo di queste funzioni nei sorgenti allegati alla guida
6622 si è distribuito il programma \texttt{getcap.c}, che consente di leggere le
6623 \textit{capabilities} del processo corrente\footnote{vale a dire di sé stesso,
6624 quando lo si lancia, il che può sembrare inutile, ma serve a mostrarci quali
6625 sono le \textit{capabilities} standard che ottiene un processo lanciato
6626 dalla riga di comando.} o tramite l'opzione \texttt{-p}, quelle di un
6627 processo qualunque il cui pid viene passato come parametro dell'opzione.
6629 \begin{figure}[!htbp]
6630 \footnotesize \centering
6631 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
6632 \includecodesample{listati/getcap.c}
6635 \caption{Corpo principale del programma \texttt{getcap.c}.}
6636 \label{fig:proc_getcap}
6639 La sezione principale del programma è riportata in fig.~\ref{fig:proc_getcap},
6640 e si basa su una condizione sulla variabile \var{pid} che se si è usato
6641 l'opzione \texttt{-p} è impostata (nella sezione di gestione delle opzioni,
6642 che si è tralasciata) al valore del \textsl{pid} del processo di cui si vuole
6643 leggere le \textit{capabilities} e nulla altrimenti. Nel primo caso
6644 (\texttt{\small 1--6}) si utilizza direttamente (\texttt{\small 2})
6645 \func{cap\_get\_proc} per ottenere lo stato delle capacità del processo, nel
6646 secondo (\texttt{\small 7--14}) prima si inizializza (\texttt{\small 8}) uno
6647 stato vuoto e poi (\texttt{\small 9}) si legge il valore delle capacità del
6650 Il passo successivo è utilizzare (\texttt{\small 16}) \func{cap\_to\_text} per
6651 tradurre in una stringa lo stato, e poi (\texttt{\small 17}) stamparlo; infine
6652 (\texttt{\small 19--20}) si libera la memoria allocata dalle precedenti
6653 funzioni con \func{cap\_free} per poi ritornare dal ciclo principale della
6656 \itindend{capabilities}
6658 % TODO vedi http://lwn.net/Articles/198557/ e
6659 % http://www.madore.org/~david/linux/newcaps/
6663 \subsection{La funzione \func{chroot}}
6664 \label{sec:file_chroot}
6666 % TODO introdurre nuova sezione sulle funzionalità di sicurezza avanzate, con
6667 % dentro chroot SELinux e AppArmor, Tomoyo, Smack, cgroup o che altro ???
6669 % inserire setns (introdotta con il 3.0, vedi http://lwn.net/Articles/407495/)
6670 % e le funzionalità di isolamento dei container
6672 Benché non abbia niente a che fare con permessi, utenti e gruppi, la funzione
6673 \func{chroot} viene usata spesso per restringere le capacità di accesso di un
6674 programma ad una sezione limitata del filesystem, per cui ne parleremo in
6677 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} ogni processo oltre ad una
6678 directory di lavoro, ha anche una directory \textsl{radice}\footnote{entrambe
6679 sono contenute in due campi (rispettivamente \var{pwd} e \var{root}) di
6680 \struct{fs\_struct}; vedi fig.~\ref{fig:proc_task_struct}.} che, pur essendo
6681 di norma corrispondente alla radice dell'albero di file e directory come visto
6682 dal kernel (ed illustrato in sez.~\ref{sec:file_pathname}), ha per il processo
6683 il significato specifico di directory rispetto alla quale vengono risolti i
6684 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluti.\footnote{cioè quando
6685 un processo chiede la risoluzione di un \textit{pathname}, il kernel usa
6686 sempre questa directory come punto di partenza.} Il fatto che questo valore
6687 sia specificato per ogni processo apre allora la possibilità di modificare le
6688 modalità di risoluzione dei \textit{pathname} assoluti da parte di un processo
6689 cambiando questa directory, così come si fa coi
6690 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi cambiando la directory
6693 Normalmente la directory radice di un processo coincide anche con la radice
6694 del filesystem usata dal kernel, e dato che il suo valore viene ereditato dal
6695 padre da ogni processo figlio, in generale i processi risolvono i
6696 \itindsub{pathname}{assoluto} \textit{pathname} assoluti a partire sempre
6697 dalla stessa directory, che corrisponde alla radice del sistema.
6699 In certe situazioni però è utile poter impedire che un processo possa accedere
6700 a tutto il filesystem; per far questo si può cambiare la sua directory radice
6701 con la funzione \funcd{chroot}, il cui prototipo è:
6702 \begin{prototype}{unistd.h}{int chroot(const char *path)}
6703 Cambia la directory radice del processo a quella specificata da
6706 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per
6707 un errore, in caso di errore \var{errno} può assumere i valori:
6709 \item[\errcode{EPERM}] l'\acr{uid} effettivo del processo non è zero.
6711 ed inoltre \errval{EFAULT}, \errval{ENAMETOOLONG}, \errval{ENOENT},
6712 \errval{ENOMEM}, \errval{ENOTDIR}, \errval{EACCES}, \errval{ELOOP};
6713 \errval{EROFS} e \errval{EIO}.}
6715 \noindent in questo modo la directory radice del processo diventerà
6716 \param{path} (che ovviamente deve esistere) ed ogni
6717 \itindsub{pathname}{assoluto}\textit{pathname} assoluto usato dalle funzioni
6718 chiamate nel processo sarà risolto a partire da essa, rendendo impossibile
6719 accedere alla parte di albero sovrastante. Si ha così quella che viene
6720 chiamata una \textit{chroot jail}, in quanto il processo non può più accedere
6721 a file al di fuori della sezione di albero in cui è stato
6722 \textsl{imprigionato}.
6724 Solo un processo con i privilegi di amministratore può usare questa funzione,
6725 e la nuova radice, per quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_fork}, sarà ereditata
6726 da tutti i suoi processi figli. Si tenga presente però che la funzione non
6727 cambia la directory di lavoro, che potrebbe restare fuori dalla \textit{chroot
6730 Questo è il motivo per cui la funzione è efficace solo se dopo averla eseguita
6731 si cedono i privilegi di root. Infatti se per un qualche motivo il processo
6732 resta con la directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail}, potrà
6733 comunque accedere a tutto il resto del filesystem usando
6734 \itindsub{pathname}{relativo}\textit{pathname} relativi, i quali, partendo
6735 dalla directory di lavoro che è fuori della \textit{chroot jail}, potranno
6736 (con l'uso di ``\texttt{..}'') risalire fino alla radice effettiva del
6739 Ma se ad un processo restano i privilegi di amministratore esso potrà comunque
6740 portare la sua directory di lavoro fuori dalla \textit{chroot jail} in cui si
6741 trova. Basta infatti creare una nuova \textit{chroot jail} con l'uso di
6742 \func{chroot} su una qualunque directory contenuta nell'attuale directory di
6743 lavoro. Per questo motivo l'uso di questa funzione non ha molto senso quando
6744 un processo necessita dei privilegi di root per le sue normali operazioni.
6746 Un caso tipico di uso di \func{chroot} è quello di un server FTP anonimo, in
6747 questo caso infatti si vuole che il server veda solo i file che deve
6748 trasferire, per cui in genere si esegue una \func{chroot} sulla directory che
6749 contiene i file. Si tenga presente però che in questo caso occorrerà
6750 replicare all'interno della \textit{chroot jail} tutti i file (in genere
6751 programmi e librerie) di cui il server potrebbe avere bisogno.
6756 % TODO: trattare la funzione setns e i namespace file descriptors (vedi
6757 % http://lwn.net/Articles/407495/) introdotti con il kernel 3.0
6759 % TODO: spostare chroot e le funzioni affini relative ai container da qualche
6760 % parte diversa se è il caso.
6762 % LocalWords: sez like filesystem unlink MacOS Windows VMS inode kernel unistd
6763 % LocalWords: int const char oldpath newpath errno EXDEV EPERM st Smack SysV
6764 % LocalWords: EEXIST EMLINK EACCES ENAMETOOLONG ENOTDIR EFAULT ENOMEM EROFS ls
6765 % LocalWords: ELOOP ENOSPC EIO pathname nlink stat vfat fsck EISDIR ENOENT cap
6766 % LocalWords: POSIX socket fifo sticky root system call count crash init linux
6767 % LocalWords: descriptor remove rename rmdir stdio glibc libc NFS DT obj dup
6768 % LocalWords: ENOTEMPTY EBUSY mount point EINVAL soft symbolic tab symlink fig
6769 % LocalWords: dangling access chdir chmod chown creat exec lchown lstat mkdir
6770 % LocalWords: mkfifo mknod opendir pathconf readlink truncate path buff size
6771 % LocalWords: grub bootloader grep MAXSYMLINKS cat VFS sys dirname fcntl tv Py
6772 % LocalWords: dev umask IFREG IFBLK IFCHR IFIFO SVr sgid BSD SVID NULL from to
6773 % LocalWords: stream dirent EMFILE ENFILE dirfd SOURCE fchdir readdir struct
6774 % LocalWords: EBADF namlen HAVE thread entry result value argument fileno ext
6775 % LocalWords: name TYPE OFF RECLEN UNKNOWN REG SOCK CHR BLK type IFTODT DTTOIF
6776 % LocalWords: DTYPE off reclen seekdir telldir void rewinddir closedir select
6777 % LocalWords: namelist compar malloc qsort alphasort versionsort strcoll myls
6778 % LocalWords: strcmp DirScan direntry while current working home shell pwd get
6779 % LocalWords: getcwd ERANGE getwd change fd race condition tmpnam getfacl mark
6780 % LocalWords: string tmpdir TMP tempnam pfx TMPNAME suid tmp EXCL tmpfile pid
6781 % LocalWords: EINTR mktemp mkstemp stlib template filename XXXXXX OpenBSD buf
6782 % LocalWords: mkdtemp fstat filedes nell'header padding ISREG ISDIR ISCHR IFMT
6783 % LocalWords: ISBLK ISFIFO ISLNK ISSOCK IFSOCK IFLNK IFDIR ISUID UID ISGID GID
6784 % LocalWords: ISVTX IRUSR IWUSR IXUSR IRGRP IWGRP IXGRP IROTH IWOTH IXOTH OLD
6785 % LocalWords: blocks blksize holes lseek TRUNC ftruncate ETXTBSY length QCMD
6786 % LocalWords: hole atime read utime mtime write ctime modification leafnode cp
6787 % LocalWords: make fchmod fchown utimbuf times actime modtime Mac owner uid fs
6788 % LocalWords: gid Control List patch mandatory control execute group other all
6789 % LocalWords: effective passwd IGID locking swap saved text IRWXU IRWXG subcmd
6790 % LocalWords: IRWXO capability FSETID mask capabilities chroot jail QUOTAOFF
6791 % LocalWords: FTP filter Attributes Solaris FreeBSD libacl hash at dqblk SYNC
6792 % LocalWords: XFS SELinux namespace attribute security trusted Draft Modules
6793 % LocalWords: attributes mime ADMIN FOWNER libattr lattr getxattr lgetxattr of
6794 % LocalWords: fgetxattr attr ssize ENOATTR ENOTSUP NUL setxattr lsetxattr list
6795 % LocalWords: fsetxattr flags XATTR REPLACE listxattr llistxattr flistxattr by
6796 % LocalWords: removexattr lremovexattr fremovexattr attributename acl GETINFO
6797 % LocalWords: OBJ setfacl len any prefix separator options NUMERIC IDS SMART
6798 % LocalWords: INDENT major number IDE Documentation makedev proc copy LNK long
6799 % LocalWords: euidaccess eaccess delete def tag qualifier permset calendar NOW
6800 % LocalWords: mutt noatime relatime strictatime atim nsec mtim ctim atimensec
6801 % LocalWords: mtimensec utimes timeval futimes lutimes ENOSYS futimens OMIT PR
6802 % LocalWords: utimensat timespec sec futimesat LIDS DAC OVERRIDE SEARCH chattr
6803 % LocalWords: Discrectionary KILL SETGID domain SETUID setuid setreuid SETPCAP
6804 % LocalWords: setresuid setfsuid IMMUTABLE immutable append only BIND SERVICE
6805 % LocalWords: BROADCAST broadcast multicast multicasting RAW PACKET IPC LOCK
6806 % LocalWords: memory mlock mlockall shmctl mmap MODULE RAWIO ioperm iopl PACCT
6807 % LocalWords: ptrace accounting NICE RESOURCE TTY CONFIG hangup vhangup dell'
6808 % LocalWords: LEASE lease SETFCAP AUDIT permitted inherited inheritable AND nn
6809 % LocalWords: bounding execve fork capget capset header hdrp datap ESRCH undef
6810 % LocalWords: version libcap lcap clear ncap caps pag capgetp CapInh CapPrm RT
6811 % LocalWords: fffffeff CapEff getcap scheduling lookup dqinfo SETINFO GETFMT
6812 % LocalWords: NEWNS unshare nice NUMA ioctl journaling close XOPEN fdopendir
6813 % LocalWords: btrfs mkostemp extN ReiserFS JFS Posix usrquota grpquota EDQUOT
6814 % LocalWords: aquota quotacheck limit grace period quotactl cmd caddr addr dqb
6815 % LocalWords: QUOTAON ENODEV ENOPKG ENOTBLK GETQUOTA SETQUOTA SETUSE SETQLIM
6816 % LocalWords: forced allowed sendmail SYSLOG WAKE ALARM CLOCK BOOTTIME dqstats
6817 % LocalWords: REALTIME securebits GETSTATS QFMT curspace curinodes btime itime
6818 % LocalWords: QIF BLIMITS bhardlimit bsoftlimit ILIMITS ihardlimit isoftlimit
6819 % LocalWords: INODES LIMITS USAGE valid dqi IIF BGRACE bgrace IGRACE igrace is
6820 % LocalWords: Python Truelite Srl quotamodule Repository who nell' dall' KEEP
6821 % LocalWords: SECURE KEEPCAPS prctl FIXUP NOROOT LOCKED dell'IPC dell'I IOPRIO
6822 % LocalWords: CAPBSET CLASS IDLE dcookie overflow DIFFERS Virtual everything
6823 % LocalWords: dentry register resolution cache dcache operation llseek poll
6824 % LocalWords: multiplexing fsync fasync seek block superblock gapil tex img
6825 % LocalWords: second linked journaled source filesystemtype unsigned device
6826 % LocalWords: mountflags NODEV ENXIO dummy devfs magic MGC RDONLY NOSUID MOVE
6827 % LocalWords: NOEXEC SYNCHRONOUS REMOUNT MANDLOCK NODIRATIME umount MNT statfs
6828 % LocalWords: fstatfs fstab mntent ino bound orig new setpcap metadati sysfs
6830 %%% Local Variables:
6832 %%% TeX-master: "gapil"